Как своими руками сделать тепловой насос: Тепловой насос для отопления дома своими руками: устройство, принцип работы, схемы

Возьмите на заметку: тепловые насосы из холодильника часто используют для обогрева небольших помещений и строений бытового назначения. Это может быть гараж или небольшой сарай.

Первый канал будет запускать в морозилку воздух, а второй выпускать. При этом происходят физические процессы, которые заставляют конденсатор нагреваться.

Применение кондиционера

Схема теплонасоса из кондиционера

Особенность кондиционера заключается в том, что по принципу работы он напоминает тепловой насос.

Но, есть некоторые отличия. Прежде всего, стоит отметить температурный режим работы климатической техники. Сплит-системы не желательно использовать при низких температурах.

Чтобы изготовить теплонасос из кондиционера, необходимо провести ряд модификаций и перепланировок:

Особенности тепловых насосов Daikin (Дайкин): https://6sotok-dom.com/dom/otoplenie/teplonasosy-dajkin.html

1. Первый способ сборки насоса заключается в переделки кондиционера. В этом случае наружный и внутренний блок меняются местами. Во внутреннем блоке находится испаритель, который нужен для передачи низкопотенциального тепла. Во внешнем же блоке установлен конденсатор, который передает тепловую энергию. В качестве теплоносителя системы отопления может использоваться как воздух, так и вода. Во втором случае конденсатор монтируется в специальный резервуар, где будет проводиться передача тепла.
2. Второй способ заключается в установке в систему четырех ходового переключающего клапана. Выполнить такую работу смогут только профессионалы. Особенно это касается установки теплового зонда.
3. Третий вариант заключается в полной разборке климатической техники. Детали используются для сборки теплонасоса по обычной схеме: испаритель – компрессор – конденсатор.

К сборке теплового насоса на основе кондиционера стоит подойти очень внимательно и лучше привлечь профессионала. От правильности сборки будет зависеть продуктивность агрегата.

Перед тем как приступать к сборке теплонасоса, стоит задуматься над утеплением дома. Если строение обладает низкими теплоизоляционными свойствами, то эффективность использования насоса и других источников тепла значительно снизиться.

Такие насосы лучше использовать в низкотемпературных системах отопления. В данном случае оптимальным вариантом станет теплый пол. Учитывая все особенности сборки, вполне реально соорудить тепловой насос своими руками.

Смотрите видео, в котором опытный пользователь подробно разъясняет схему использования теплового насоса, сделанного из кондиционера своими руками:

Тепловой насос своими руками — Здания высоких технологий — Инженерные системы

Тепловой насос своими руками

Полезные советы. Как сделать тепловой насос.

Тепловой насос – это устройство для передачи тепловой энергии от источника к потребителю. Источником служит низкопотенциальная тепловая энергия с низкой температурой, например вода, земля, воздух.

Тепловой насос состоит из следующих элементов: конденсатор, компрессор (повышает давление), испаритель, расширительный вентиль (понижает давление), элементы соединены между собой замкнутым трубопроводом. В трубопроводе циркулирует хладагент, который в одной части цикла представляет собой жидкость, а в другой газ.

Принцип работы теплового насоса заключается в следующем:

1. Хладагентом отбирается теплота поставляемая коллектором из окружающей среды.

2. Путём регулирования давления расширительным вентилем настраивается поток хладагента в испаритель, который обеспечивает температуры кипения.

3. Газ, в который превратился хладагент, всасывается в компрессор, где сжимается и нагретый попадает в конденсатор.

4. Конденсатор является теплоотдающим элементом теплового насоса, теплота переходит на воду системы отопления и горячего водоснабжения.

5. Хладагент подвергается разряжению в расширительном вентиле и возвращается в испаритель.

6. Рабочий цикл начинается заново.

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ:

Тепловые насосы системы отопления ЖК «Первомайское»

Тепловые пункты для школы в Дилижане

Кольцевые теплонасосные системы

 Классификация тепловых насосов

Для работы теплового насоса необходимо просверлить скважины

Горизонтальные тепловые насосы грунт/вода

Коллектор из пластиковых труб располагают в грунте ниже уровня промерзания. Глубина зависит от климатической зоны и, как правило, составляет 1,0-1,5 м. Морозостойкая жидкость циркулирует в трубе и передаёт теплоту в тепловой насос,
и далее в систему отопления и горячего водоснабжения.

Тепловой насос вода/вода

Коллектор из пластиковых труб заполняется теплоносителем,
переносится и погружается на дно водоёма.

Тепловой насос воздух/вода

Тепловой насос извлекает теплоту из окружающей среды.
Достаточно выбрать удобное место для установки коллектора и подсоединить его к системе отопления и горячего водоснабжения.
Устройство теплового насоса не требует больших капиталовложений, но ограничено по температуре.
Температура окружающей среды не должна быть не ниже -20 °С.

Зная, как работает тепловой насос, его можно собрать своими руками. Что для этого понадобится?

1. Понадобится компрессор (можно взять компрессор, предназначенный для кондиционера).
2.  Конденсатор можно изготовить самостоятельно, для этого потребуются медные трубы (толщиной не менее 1 мм), сделать змеевик и поместить его в корпус из металла или пластика.
3.  Выполняется сварка бака и монтаж необходимых сварных соединений.
4.  После закачки фреона конструкция подключается к системе отопления и горячего водоснабжения.
5. Последним этапом выполняется подключение наружного контура, но это зависит от вида насоса.

Помните, что монтаж и закачку фреона должен выполнять специалист при соблюдении техники безопасности.

Тепловой насос своими руками: разновидности, цена, окупаемость

Неприятная динамика цен на энергопотребление стимулирует творческую фантазию и смекалку у владельцев частных домов и загородных коттеджей, которым надоело переплачивать за отопление. На многих участках сталкиваются с еще более насущной проблемой: недоступность прямого подключения к обычным источникам создают массу технических неудобств. Возможности решить эту проблему рационально упираются только в желание и умение – многообразие способов самодельного отопления, например собрать тепловой насос своими руками только подтверждает это.

Технологическая новинка, тепловой насос, востребована в мире уже пару десятилетий, но на российском рынке появляться стала сравнительно недавно. Принцип работы поразительно напоминает привычную бытовую технику, дополнительного знакомства с которой не требуется, – холодильник. Но, если последний использует радиаторы, чтобы передавать тепло из камер наружу, то насосная теплообменная станция действует в точности наоборот – вытягивая энергию из окружающей среды (существует несколько модификаций работающих с водой, воздухом и землей) преобразует ее в несколько этапов в внутренний отопительный контур дома, бассейна, теплицы.

Функциональные разновидности тепловых насосов по источнику энергии

Грунт-вода (известен в народе под названием “рассол-вода” – из-за частого использования в качестве охлаждающей жидкости солевого раствора).

Ограниченные небольшими размерами участки оснащаются грунтовыми зондами, крупные – полноценными габаритными коллекторами. Циркулирующий по внешнему контуру хладагент притягивает на себя тепловую энергию, что содержится в рассеянном состоянии в каждой среде. Нагреваясь, теплообменная жидкость (используется аммиак, фреон или гликолевый раствор) проходит через испаритель (переводящий агрегатное состояние в газообразное), далее в компрессор (сжимающий газ, для повышения рабочих характеристик и теплоемкости). Центральный узел – конденсатор, собирающий грунтовое тепло и передающий его внутреннему контуру (системе отопления, по трубам которой циркулирует вода – она и распределит полученную энергию по периметру доступной области для обогрева целевого объекта). Отдавая тепло, хладагент возвращается в рабочее жидкое состояние и снова течет по трубкам под землю (редукционный клапан не пропустит газ) – начинается следующий цикл, каждый из которых дает, в среднем, 50 Вт за один метр глубины скважины.

Воздух-вода или воздух-воздух

Аналогичный принцип действия, отличается только тем, что вместо зондов, забирающих тепло из грунта, его аккумулируют воздушные компрессоры. Теплообменник передает полученную энергию как в вышеописанном случае системе жидкостного отопления, или непосредственно, во внутреннюю вентиляцию – актуально для снижения расходов на содержание погребов, теплиц и прочих помещений с обязательной регулировкой температуры и влажности.

Вода-вода

Нуждается в прямом доступе к грунтовым или поверхностным водам. Первый вариант позволяет добиться большей стабильности (подземные водоемы зимой не замерзают). Крайне эффективный вариант, особенно для обогрева бассейнов – годовая разница температуры воды в скважине составляет 10 – 15 градусов, но в то же время и самый трудоемкий в исполнении – тепловой насос своими руками собрать в такой конфигурации сможет человек, только обладающий навыками и экипированный профессиональными инструментами.

Тепловой насос системы Френнета (фрикционный теплоэлемент)

Конструкция не связана с предыдущими и отличается высоким КПД (впрочем, энтузиасты и реклама чрезмерно завышают это значение). Запатентованная Евгением Френнетом в 1977 году схема проста, надежна и позволяет собрать эффективный тепловой насос своими руками. Есть несколько модификаций с различным размещением и видоизменением рабочих агрегатов (одна версия будет подробно описана ниже), но общий принцип одинаков: цилиндр помещен в другой побольше, промежутки заливаются маслом. С одной стороны малого элемента располагается электромотор, с другой – радиатор, распространяющий тепло по помещению. Нагрев теплоносителя происходит за счет быстрого вращения внутреннего цилиндра подключенного к электроприводу. Способ доказал свою эффективность на практике и успешно применяется не только для обогрева небольших жилых помещений, но и для промышленных нужд.

Цена вопроса и окупаемость

Разумеется, точные расходы на приобретение и монтаж теплового насоса можно подсчитать только в индивидуальном случае – каждый вид имеет свои особенности. Грунтовые установки ориентировочно стоят 4 – 7 тысяч евро – и это без учета цены монтажных работ (которое тоже недешевые – в частности, бурение скважины для зондов). Не каждый способен выложить, не моргнув глазом, подобную сумму за аппарат, который окупится не раньше чем через 2-3 года (как показывает практика, параметр упирается в размеры помещения и его теплоизоляцию).Те, кому охота сэкономить, но не выбрасывая подобные суммы, могут собрать отопительную установку самостоятельно – при наличии прямых рук и базовых навыков со сварочными инструментами, это выполнимая задача для новичка. Стоимость же материалов и расходников для агрегата, аналогичного по характеристикам заводскому, не более 500 – 1000 евро.

Инструкция по сборке теплового насоса своими руками

Это классическая схема теплообменного элемента, работающего по принципу обратной машины Карно (описан выше). Совместима с воздушными, водными и геотермальными установками. Процедура не слишком сложна, ведь большинство деталей можно найти в готовом виде, единственная проблема для неспециалиста – расчеты оптимальных характеристик: мощности компрессора, состава хладагента, диаметра трубок, количество витков змеевика – параметров множество и каждый по своему влияет на качество и срок службы.

На сайтах, занимающихся продажей подобных отопительных систем, традиционно размещены онлайн калькуляторы для расчета необходимой техники. Отдельно можно найти в Сети и специальные приложения для инженеров, занимающихся теплоэнергетикой – программы CoolPack, Copeland и подобные. Разумеется, настоящий специалист даст более точную оценку поэтому, если есть возможность воспользоваться его услугами, то следует прибегнуть к такому варианту незамедлительно.

Основные детали и расходные материалы (для теплового насоса мощностью 10-15 кВт)

• Бак (нержавейка) – 100 литров.
• Медная трубка – для змеевика, с толщиной стенок более 1 мм.
• Компрессор – полностью идентичен используемому в кондиционере. Учитывая, что традиционно, срок службы конденсатора больше чем у кондиционных установок в целом, стоит порыться среди поломанных и нерабочих моделей или поискать готовую деталь отдельно. Высокая мощность и возможность работать летом в обратную сторону, на охлаждение помещения, дополняет низкий уровень шума (если повезет найти запчасть от качественной сплит-системы).
• Пластиковый бак – хотя бы 80 литров. Станет корпусом испарителя.
• Крепежные устройства, отвоздушиватель, кран сливной, шланги и клапаны. Прокладки, муфты, уплотнители и сантехнические переходники ко всему перечисленному.
• Электрооборудование: реле, электроды, прочее.
• Фреон. Средний хладагент имеет температуру кипения -10 и переходит в конденсированное состояние примерно -50. Модель R422 пока соблюдает все экологические стандарты и полностью отвечает требованиям.
• Манометры, амперметр (пусковой ток включения компрессора может давать кратковременную, но сильную нагрузку на сеть. Стоит заранее убедиться, что все распределители выдержат до 40 ампер).

Порядок сборки

• Компрессор прочно и надежно устанавливается с помощью кронштейнов на стену. Над входом приваривается клапан для заправки системы охлаждения.
• Собирается спиральный змеевик. Нужно разобраться с необходимой площадью трубок – формула расчета прилагается: Общая мощность установки делится на произведение разницы температур системы и коэффициента теплопроводности меди в воде (постоянное число, равное 0,8).
• Любая прямая труба непринужденно превращается в змеевик после намотки вокруг плотного цилиндра – отлично подойдет как каркас газовый баллон (поможет сохранить одинаковую форму и шаг каждого витка). Важно соблюдать полную герметичность на каждом соединении, не брезгуя уплотнителями, кольцами и прокладками.
• Готовая деталь монтируется внутрь металлического бака. Для этого он разрезается пополам, внутрь входит змеевик (вход в конденсатор происходит сверху, чтобы внутри не скапливались пузырьки), все плотно германизируется и разрез заваривается.
• Основой испарителя станет пластиковый бак (желательно с широкой горловиной). Удобнее брать как можно больший объем. Здесь медный змеевик рассчитывается, скручивается и устанавливается полностью согласно вышеприведенной схемы. Вода подается и выводится обычными пластиковыми канализационными трубами, обязательна установка терморегулирующего клапана.

• Собрав, сваривая концы труб между собой, отдельные детали в единую систему. Важно проверить герметичность швов и стыков, например, вакуумным насосом.
• Самостоятельная заправка фреоном не рекомендуется. Но если нет возможности обратиться к мастеру, то нужно закачать не менее 2 кг охлаждающей жидкости. Спешит незачем, после заправки несколько дней проводится постоянная проверка давления и натирание мыльным раствором всех подозрительных участков (поможет выявить утечку).
• Электроначинка включает в себя однофазное реле, предохранитель, щиток и рейку – на нее вывести два термодатчика – у выхода (до 40 градусов), у испарителя (около нуля – не выключение теплового насоса своими руками или автоматически при замерзании выведет и сроя всю систему).

Важно помнить, что эффективность любого отопления полностью упирается в энергоэффективность изоляции здания.

Применение совместно с стандартным газовым или твердотопливным котлом даст синергетический эффект. Система, построенная собственноручно, нуждается в регулярной профилактике и обслуживании для долгой и экономной эксплуатации – больше чем заводские сборки.

Самодельный тепловой насос вода-вода

Система отопления с тепловым насосом своими руками

 Все чаще люди, интересующиеся альтернативными источниками отопления, задаются вопросом — можно ли сделать систему отопления на основе теплового насоса своими руками? Форумы заполнены различными вариантами такого исполнения для различных типов тепловых насосов. Мы предлагаем таким умельцам набор для сборки системы отопления на основе теплового насоса воздух-вода своими руками.

Состав этого комплекта, исходя из принципа работы теплового насоса, следующий:

• — наружный блок теплового насоса Mitsubishi Electric;

• — бак-акумулятор;
• — паяный пластинчатый теплообменник с параметрами, подходящими под параметры внешнего блока;

• — циркуляционный насос;
• — реле протока для контроля циркуляции воды в системе ;

• — блок автоматики и управления, состоящий из: контроллера управления внешним блоком, циркуляционным насосом и дополнительным оборудованием; щита автоматики для контроля и управления дополнительным оборудованием.    

Кроме этого, понадобятся медные трубы, различные фитинги, запорная и предохранительная арматура, термоизоляция.

Каждую из составляющих частей узлов системы для сборки теплового насоса своими руками вы можете приобрести у нас.

Подводные камни конструирования системы отопления на основе теплового насоса воздух-вода своими руками

1.  Параметры теплообменника, насоса и других узлов должны быть обязательно согласованы. Для этого необходимы расчеты, самостоятельный экспериментальный их подбор проблематичен. Оперируя понятиями «не тянет» и «работает, но неэффективно», очень сложно попасть в область оптимальных параметров.
2.  Отсутствие правильных термодинамических расчетов приводит к тому, что система имеет недостаточную мощность или неоправданно растут затраты на чрезмерно мощное оборудование. Чтобы подобрать систему с подходящей мощностью, следует учесть теплопотери здания, а также множество других характеристик. Поручать такие расчеты следует инженеру-проектировщику.
3.  В отопительных системах с тепловым насосом, где исчезновение напряжения может быть не обнаружено своевременно, также необходимо предусмотреть защиту от замораживания.
4.  Воздушно-водяным тепловым насосам необходимо обеспечить минимальный 10-минутный выбег в режиме оттаивания. Для этого нужно правильно подобрать буферный накопитель сетевой воды, а также предусмотреть возможность оттаивания в блоке управления

 Таким образом, реализация самого принципа работы системы отопления на основе теплового насоса и приобретение необходимого при этом оборудования не представляют трудностей. Однако согласование параметров отдельных частей, их увязка в единую систему может быть затруднительна даже для тех, кто уже имел дело с подобными устройствами. Ведь речь идет о проектировании и изготовлении технически сложного оборудования. Поэтому удачная (эффективная) работа самостоятельно изготовленного теплового насоса относится больше к области везения, чем точного инженерного расчета: никто не может дать гарантии, что такой аппарат будет хорошо функционировать с пятой, десятой или сотой попытки модернизации и радовать владельца длительным сроком эксплуатации, экономичностью работы и обеспечением требуемых параметров.

принцип работы, схема как сделать своими руками

На чтение 5 мин. Обновлено 19.10.2019

Тепловой насос «воздух-воздух» необходим для нагрева теплоносителя, который установлен в домах с конверторным отоплением. Такой подход с каждым годом пользуется все большим спросом, поскольку домочадцы не мерзнут в своих домах с приходом холодов и пользуются горячей водой в неограниченных количествах.

Характеристики оборудования

Тепловой насос «воздух-воздух» для отопления дома относится к оборудованию, принадлежащему сфере альтернативной энергетики. Задача такого теплонасоса – забрать тепло из воздушных масс на улице и им обогреть жилые и нежилые помещения. Для эффективной и бесперебойной работы нужно использовать какой-либо сгораемый вид топлива.

Визуально теплонасос напоминает инверторный кондиционер или сплит-систему, состоящую из внутридомового и наружного блока. Принцип работы больше напоминает холодильник, только с обратным действием.

Принцип действия и устройство

При разработке оборудования в основу легло физическое явление термодинамики – при испарении жидкость охлаждает поверхность, на которой рассеивается.

По такому принципу работают холодильники. Внутренняя полость оснащена трубками, по которым под высоким давлением циркулирует хладагент. Из полости морозильной камеры он поглощает тепло, при этом сам немного нагреваясь. Собранное тепло выделяется в комнату.

Для охлаждения хладагент сжимается в компрессоре. Фреон в каждом рабочем цикле изменяет свое агрегатное состояние из газообразного в жидкое и обратно.

Оборудование включает в себя следующие сегменты:

• вентилятор и конденсатор для подачи прогретого воздуха в помещение;
• компрессор;
• медные трубки для транспортировки фреона между домом и улицей;
• испаритель с вентилятором принудительного обдува;
• расширительный клапан.

Компрессор, расширительный клапан и испаритель с вентилятором для принудительно обдува входят в состав внешнего блока, остальные детали предназначены для внутренней части.

Преимущества и недостатки

Воздушные теплонасосы, как и другие любые виды оборудования, имеют достоинства и недостатки.

К числу основных преимуществ относят:

• Универсальность использования. С помощью данного вида оборудования удается обогревать и охлаждать помещения.
• Простота использования. Для эксплуатации системы достаточно установить необходимый температурный режим. Сделать это можно удаленно при помощи дистанционного пульта управления или непосредственно на дисплее.
• Экологичность. Благодаря таким системам у человека есть возможность полностью отказаться от сжигания дров, угля, природного газа и других видов топлива, которые засоряют окружающую среду продуктами горения.
• Приемлемая стоимость. Ценовая политика позволяет приобрести теплонасос практически всем желающим. Можно соорудить ее даже самостоятельно.
• Экономичность. Теплонасосы «воздух-воздух» имеют высокий коэффициент теплоотдачи при минимальных энергетических затратах. Оборудование выдает 4-5 кВт тепла за каждый потребленный 1 кВт электроэнергии.
• Пожаробезопасность. Для продуцирования тепла нет необходимости использовать горючие или пожароопасные составы. Даже нарушения в работе системы не способны повлечь за собой возгорание.

Обладатели сплит-систем выделяют следующие недостатки:

• при отсутствии энергоснабжения система работать не будет, при нестабильной подаче ресурса рекомендуется дополнительно устанавливать генератор;
• в воздухе в течение всего времени работы вентиляторов будет висеть пыль;
• при похолодании наблюдается рост электропотребления;
• эффективность работы системы зависит от температуры на улице;
• незначительный, но все, же шумовой фон.

Тепловые насосы типа «воздух-воздух» эффективны в работе, пока температура воздуха не опускается ниже -10 градусов. Если загородный дом построен в регионе с холодным климатом, дополнительно нужно устанавливать камин или котел.

Управление насосами осуществляется благодаря встроенной автоматике. Уделять особое внимание настройке и работе оборудования не требуется. Важно лишь регулярно и качественно чистить воздушные фильтры и при необходимости их менять.

Отличия от кондиционера

Визуально тепловой насос и кондиционер похожи, но технические и конструктивные характеристики разные.

Внешний тепловой насос используется для обогрева помещений на протяжении всего года. Кондиционер преимущественно используют для охлаждения помещения в жару.

Основная задача теплонасоса – обогрев, но многие модели способны и охлаждать воздух. Однако по энергоэффективности такие системы существенно уступают кондиционерам.

Кондиционеры тоже могут нагревать воздух в комнатах, но в этом случае они потребляют большое количество электроэнергии, что может в конце месяца «сильно ударить по карману».

Подбор и расчет мощности теплового насоса

Тепловое оборудование «воздух-воздух» будет эффективно, если его правильно подобрать. Необходимо предварительно провести расчет оптимальной мощности оборудования с учетом площади помещения.

При проведении расчетов применяется коэффициент энергоэффективности – СОР (соотношение мощности теплового насоса к затраченной энергии). У простых моделей этот показатель достигает не более 5 пунктов, а у дорогостоящих – 8. При понижении температуры воздуха на улице до -15 – -20 градусов этот коэффициент одинаково сильно снизится у всех моделей.

При расчете важно учитывать следующие нюансы:

• общие климатические условия, в которых находится дом;
• количество проживающих в частном доме;
• квадратура комнат;
• инсоляция и теплоизоляция помещений.

Как правило, на каждый 10 м.кв. требуется около 0,7 кВт мощности теплового насоса. Но этот показатель достаточно условен. Например, если высота потолков более 2,7 м или окна и стены не утеплены, для обогрева помещений потребуется больше тепла.

Приобретать оборудование рекомендуется у официальных представителей проверенных производителей или в крупных магазинах бытовой техники, где покупателю предоставят все сертификаты качества.

Тепловой насос Френетта своими руками

Тепловой насос Френетта набирает популярности, благодаря высочайшему коэффициенту полезного действия. Существует множество моделей тепловых насосов Френетта, которые имеют достаточно высокую стоимость. О том, как сделать насос Френетта своими руками поговорим в данной статье.

Оглавление:

1. Общие сведения и устройство теплового насоса Френетта
2. Физический аспект работы теплового насоса
3. Разновидности теплового насоса
4. Использование  и преимущества теплогенератора Френетта
5. Подготовка к сборке теплового насоса
6. Создание универсальной генерирующей установки
7. Рекомендации по устройству теплового насоса Френетта

Общие сведения и устройство теплового насоса Френетта

В конце семидесятых годов двадцатого века американским ученым Евгением Френитом было изобретено устройство, которое в последующем назвали тепловым насосом Френетта. Коэффициент полезного действия изобретения был равен тысяче процентов, что в десятки раз превышало потребление электроэнергии и КПД альтернативных устройств.

Устройство теплового насоса Френетта:

• ротор;
• статор;
• лопастный вентилятор;
• вал.

Насос Френетта основывается на работе двух цилиндров: статора и ротора. Статор — большой цилиндр — пустой внутри, ротор — цилиндр меньшего объема, который вставляется в статор. В большой цилиндр заливают масло, которое нагревается, под воздействием верчения малого цилиндра. Ротор движется, благодаря подключенному валу, на котором размещается лопастный вентилятор. Благодаря вентилятору нагретый воздух попадает в помещение и выполняет функцию обогрева. Это модель самого простейшего теплового насоса, в позднем времени ученый усовершенствовал устройство.

Усовершенствованная модель теплового насоса характеризуется отсутствием внутреннего цилиндра, который заменили стальными дисками. Также данная модель не имеет вентилятора.

Основные компоненты теплового насоса, которые обеспечивают эффективность работы и высокий КПД:

• носитель тепла циркулирует в закрытой системе;
• теплообменник отсутствует;
• большая мощность энергии нагревания;
• основная часть насоса имеет форму конуса, которая способствует образованию вакуумных зон и повышению температуры.

Тепловой насос Френетта отзывы имеет положительные, так как затраты на электричество намного меньше, чем энергия, производимая устройством, которая используется для обогрева помещений.

Физический аспект работы теплового насоса

Тепловой насос представляет устройство, которое обеспечивает перемещение энергии, путем нагрева теплообменной жидкости. Путем трансформации энергии тепловой насос способствует изменению температуры теплоносителя.

Коэффициент полезного действия в десятки раз превышает энергию, которая затрачивается на вращение вала теплового насоса.

Разновидности теплового насоса

Существуют более двадцати разновидностей тепловых насосов, которые имеют конструктивные и функциональные различия, но основываются на одном принципе работы: вращении цилиндра, который расположен в роторе, наполненном маслом.

В соотношении с принципом работы выделяют:

• тепловые насосы абсорбционного типа, которые используют для работы электричество или топливо;
• тепловые насосы компрессионного типа — работают благодаря энергии Земли;
• тепловые насосы воздушного типа используют воздух в качестве отбора тепла.

Тепловые насосы разделяют на:

• частные, которые используют для обогрева дома или небольших помещений;
• промышленные, которые используют энергию грунта, воды, земли, воздуха или фреона.

Популярные разновидности тепловых насосов Френетта:

1. Горизонтальные тепловые насосы предполагают горизонтальное размещение рабочих цилиндров по отношению к земле. Такие насосы довольно компактные. Для упрощения конструкции горизонтального теплового насоса, в качестве внутреннего цилиндра, используют вал электрического двигателя. Все узлы в насосе уплотнены с помощью сальников и резиновых манжетов. Такой насос подогревает масло и подает в обычный радиатор.

2. Тепловой насос Френетта повышенной эффективности имеет два рабочих цилиндра и крыльчатку. Крыльчатка обеспечивает раскручивание жидкости, а центробежная сила выбрасывает жидкость в основной цилиндр. Такая конструкция позволяет увеличить уровень КПД.

3. Промышленные водяные теплонасосы используют для обогрева помещений не масляные растворы, а воду. Такой насос сконструировать самостоятельно очень тяжело. Внешне тепловой насос напоминает фигуру гриба.

Использование  и преимущества теплогенератора Френетта

Тепловой насос Френетта получил широкое распространение среди обогрева частных жилых домов и больших предприятий.

Тепловые насосы используют для обогрева гаражных помещений или хозпостроек. При использовании насоса для обогрева жилого помещения, следует подключать устройство к обыкновенной отопительной системе. Для обогрева частного дома возможно подключение насоса к водяному теплому полу.

Преимущества использования теплового насоса:

• высокий уровень экономичности;
• коэффициент полезного действия составляет от 70 до 100%;
• низкие затраты на эксплуатацию устройства;
• возможность использования насоса в летнее время года как кондиционера, а зимой — как обогревателя;
• автоматическая работа, с минимальным участием человека;
• возможность устройства насоса для каждого потребителя индивидуально;
• компактность и бесшумность работы.

Подготовка к сборке теплового насоса

В данной статье рассмотрим как сделать модифицированный тепловой насос, который отличается от оригинала тем, что во внутренней поверхности цилиндра, который наполнен маслом происходит вращение стальных дисков, которые вырабатывают тепловую энергию.

Материалы для изготовления теплового насоса Френетта:

• металлический внешний цилиндр;
• диски из высококачественной стали, размер которых на несколько сантиметров меньше диаметра рабочего цилиндра;
• электрический двигатель с наличием удлиненного вала;
• трубопроводная система и радиатор.

Инструкция по изготовлению теплового генератора Френетта:

1. Во внутренней части цилиндра на подшипники установите вал электрического двигателя. Уплотните узлы с помощью резиновых манжетов или сальников.

2. Установите металлические диски на ось, которая располагается в цилиндре. От количества металлических дисков и зазора между цилиндром и дисками зависит КПД устройства. Чем больше дисков и чем меньше зазор, тем выше КПД,

3. После накручивания каждого диска, желательно устанавливать пятимиллиметровые гайки.

4. Сделайте два отверстия во внешнем цилиндре. Верхнее отверстие отвечает за подачу масла, и нижнее за возврат масла из системы отопления.

5. Когда все узлы насоса собраны, залейте масло и совершите подключение рабочей оси к источнику электроснабжения. Патрубки входа и выхода подключите к отопительной системе.

6. Проделайте дополнительную герметизацию насоса и осмотрите устройство на наличие утечек.

7. Для обеспечения простоты в управлении тепловым насосом, соберите автоматическую систему контроля работы устройства, которая обеспечивает включение насоса при снижении температуры в помещении.

Создание универсальной генерирующей установки

Основные составляющие универсального генерирующего устройства:

• емкость;
• патрубок входа;
• патрубок выхода;
• подшипники;
• вал;
• корпус устройства;
• диски;
• гайки.

Внутренняя поверхность конуса бывает: выгнутой, коничной или вогнутой с каналами в виде прямоугольного или квадратного сечения. Расположение каналов бывает: радиальным, уклонным или криволинейным, в зависимости от типа конструкции.

Диски устанавливают на вал, и таким образом, образовывается зазор между цилиндром и дисками. Когда водонагреватель начинает вращаться в зазорах образуется вакуумное пространство.

Принцип работы универсальной генерирующей установки состоит в быстром верчении водонагревателя и поступлении воды через вал во внутреннюю часть устройства. При вращении дисков температура внутри устройства составляет 10 000 °C, вода попадая в насос моментально нагревается и выходит в систему отопления, тем самым обеспечивая обогрев помещения. Из каналлов выходит пар, который создает реактивную силу для вращения дисков генерирующей установки. Таким образом, установка не требует дополнительного питания для работы.

Наиболее эффективная работа установки, достигается при использовании внутренней поверхности выгнутого типа. Наилучшее соотношение диаметра цилиндра и дисков 1:3.

Универсальная генерирующая установка бывает:

• горизонтального устройства;
• вертикального устройства.

По расположению привода выделяют:

• установку верхнего привода;
• нижнего привода.

По количеству подшипниковых опор выделяют устройства:

• с одной опорой;
• с двумя опорами.

Температура нагрева воды в зависимости от количества оборотов:

• вода нагревается до температуры 100 °C  при среднем количестве оборотов в минуту, которое составляет 7800 раз;
• для превращения воды в пар понадобится более 9000 оборотов в минуту;
• для достижения парообразования и температуры воды в 400 °C, количество оборотов должно быть в пределах 10000-12000;
• количество оборотов в 12500 обеспечивает самогенерацию теплового устройства;
• более 15000 оборотов разлагают воду на кислород и водород.

Рекомендации по устройству теплового насоса Френетта

1. В качестве теплоносителя лучше использовать масло: минеральное, рапсовое или хлопковое.

2. При установке дисков на ось внутри насоса, следите за тем, чтобы все пространство было заполнено дисками.

3. Не используйте воду для конструирования теплового насоса Френетта, так как в системе отопления появится избыток давления от выделения пара, в следствие нагрева воды.

4. В качестве электродвигателя используйте электрический двигатель от старых электроприборов, например, от вентилятора.

5. Рекомендуется устанавливать термодатчик, на корпус теплового насоса. Термодатчик регулирует автоматическое включение и выключение прибора.

расчет отопления, выбор оборудования и монтаж

Тепловой насос «грунт-вода» для дома

Из всех разновидностей тепловых насосов, существующих на сегодняшний день, системы «грунт-вода» имеют наибольшую эффективность. При этом, они самые дорогостоящие, требуют больших трудозатрат для создания, что существенно ограничивает популярность и распространение этих комплектов. Рассмотрим устройство систем «грунт-вода», их возможности и особенности эксплуатации. Работу теплового насоса «вода-вода» мы рассмотрели в этой статье, «воздух-вода» в этой и «воздух-воздух» здесь.

Исследования ученых показали, что на глубине около 1,5-2 м почва практически никогда не изменяет свою температуру, составляющую от 5°С, до 10°С и стабильно находящуюся в этих пределах. Это позволяет использовать ее в качестве низкопотенциального источника тепловой энергии для ТН.

Система, созданная на базе такого источника, не зависит от внешних факторов, в частности — от изменения климатических или погодных условий, понижения температуры и т. п. Единственная сложность — способ отбора тепловой энергии. Для этого используется обычная вода или (чаще) другой теплоноситель (антифриз, этиленгликоль), циркулирующий в трубах, погруженных тем или иным способом в грунт.

Основная проблема заключается в том, что для набора нужной температуры теплоноситель должен довольно длительное время находиться под землей, так как на выходе из испарителя он сильно охлаждается. Вопрос решается увеличением протяженности трубопровода, чтобы за время транспортировки потока он успевал нагреться до температуры грунта. Стабильность температуры почвы имеет очень положительное значение, так как появляется возможность отказаться от регулировки скорости циркуляции теплоносителя, настроив ее один раз при запуске системы в эксплуатацию.

Как работают тепловые насосы «земля-вода»

Конструкция ТН типа «грунт-вода» основана на обычном для подобного оборудования принципе действия холодильника (или, говоря более научным языком, на использовании цикла Карно). Нагрев теплоносителя (воды) происходит благодаря значительному повышению температуры при сильном сжатии паров хладагента (фреона), после чего производится сброс давления и испарение. При этом температура фреона сильно падает, и перед повторным циклом сжатия ее надо поднимать до рабочего значения.

Это происходит при помощи теплообмена с водой, циркулирующей под землей на глубине 30-50 см ниже уровня промерзания почвы. Устройство для такого получения тепловой энергии называется коллектором и представляет собой довольно обширный котлован глубиной 1,5-2 метра, в котором уложен трубопровод с теплоносителем и засыпан слоем грунта.

Другой вариант — вода циркулирует в скважине глубиной около 50-70 м, куда опущена петля из полиэтиленового трубопровода. Всего существует три типа подземных теплообменников:

• вертикальный зонд (петля из трубы)
• энергетическая свая (техническое сооружение или устройство, использующее способ зонда, но более эффективное и получающее большую тепловую мощность)
• плоский коллектор

Все способы получения тепловой энергии грунта имеют свои достоинства и недостатки, о чем будет сказано позже.

Тепловой насос — это два теплообменника, работающие в параллельном режиме, соединенные между собой компрессором, повышающим давление на входе в конденсатор (теплообменник №1) и дросселем, сбрасывающим давление на входе в испаритель (теплообменник №2).

Конструктивно это два отделения, каждое из которых обеспечивает половинный цикл Карно. Фреон, циркулирующий в системе по замкнутому циклу, отдает тепловую энергию в систему отопления и ГВС дома, восполняя ее теплом, отобранным от грунта теплоносителем из скважины или коллектора. Оба отделения могут располагаться в одном корпусе, или быть установлены на расстоянии друг от друга, главное условие — стабильность работы и отсутствие потерь при следовании хладагента из одного теплообменника в другой.

Достоинства и недостатки

Достоинства систем «грунт-вода»:

• стабильная и не зависящая ни от каких факторов температура источника тепловой энергии, обеспечивающая высокую эффективность комплекса
• возможность использования систем в сложных климатических условиях, регионах с низкими зимними температурами
• надежность и устойчивость работы системы
• высокая долговечность грунтового теплообменника
• универсальность работы системы — помимо отопления возможна организация ГВС дома

Существуют и недостатки:

• высокая стоимость оборудования, большие трудозатраты на создание коллекторов или бурение скважин. В сочетании с общей дороговизной оборудования, такая система потребует финансовых вложений в 4-5 раз превышающих расходы на теплонасосы воздушного типа
• большие объемы земляных работ, требующих либо больших площадей, либо бурения глубоких скважин. В обоих случаях вопрос упирается в административные проблемы, необходимость получения разрешений на использование земли и т.д.

Еще одна проблема — вымораживание участка земли, используемого под коллектор. Холодный фреон существенно охлаждает грунт, нарушая естественный температурный режим, что отрицательно сказывается на растениях. Вопрос решается погружением трубопроводов на большую глубину, но это автоматически увеличивает расходы.

Сложности с получением разрешений и большие трудозатраты являются причинами отказа большинства пользователей от идеи установить теплонасос «грунт-вода», хотя при наличии возможностей распространение этого типа ТН было бы гораздо шире.

Расчет мощности установки

Произвести полноценный расчет установки для неопытного человека, не имеющего специального образования — непосильная задача. Даже профессионалы испытывают немалые затруднения при выполнении расчетов, так как в процессе принимают участие многие факторы, которые необходимо учесть. Поэтому для предварительной оценки параметров теплового насоса надо либо обращаться к специалистам, что очень дорого (и надо их еще отыскать), либо использовать онлайн-калькулятор, способный заменить профессионалов совершенно бесплатно.

Можно также обойтись простыми прикидками.

Например, для подсчета площади, необходимой под коллектор, надо отапливаемую площадь умножить на 2 (для дома в 100 м² площадь коллектора составит 100 × 2 = 200 м²). Подсчитать примерную мощность теплового насоса можно, принимая 0,7 кВт на каждые 10 м² площади (для дома площадью 100 м² потребуется система мощностью 7 кВт). По этим параметрам можно выбирать подходящее оборудование.

Топ-5 лучших насосов

Приобретение готового комплекта — дорогостоящее мероприятие. Стоимость теплового насоса относительно невысокой мощности начинается от 8000 долларов, а для крупных систем, сочетающих обогрев и ГВС, цена поднимется гораздо выше.

Подбор конкретной модели производится исходя из потребностей дома и возможностей владельца, поэтому рекомендовать какое-либо устройство нет смысла. Однако, обладая информацией о наиболее известных производителях, можно определиться в своих предпочтениях и ограничить выбор самыми лучшими фирмами.

Рассмотрим их подробнее:

FHP (США)

Надежное и экономичное оборудование от лидера среди производителей тепловых насосов.

MECMASTER ENERGI AB (Швеция)

Компания, создающая тепловое оборудование с 60-х годов прошлого века и имеющая собственные традиции, разработки и изобретения в этой сфере.

Avenir Energie (Франция)

Фирма, лидирующая среди подобных компаний и создающая широкий модельный ряд тепловых насосов.

Steinmann (Швейцария)

Традиционное европейское качество, полная сертификация всего оборудования и методик обогрева.

Viessmann (ЕС, Китай) 

Компания, делающая серьезные заявки на лидерство среди основных производителей тепловых насосов.

Перечисленные производители являются самыми заметными среди большого количества продавцов теплонасосов, полный перечень изготовителей подобного оборудования привести попросту невозможно.

Рекомендуемое оборудование

Стоимость установки

Монтаж системы обойдется в сумму, начинающуюся от 2000 долларов.

Этот предел подтверждают все специалисты, причем, все варианты упираются в состав и качество грунта, наличие монолитных горных пород или водоносных горизонтов. Чем выше сложность земляных работ, тем больше придется заплатить за создание отопительной системы, поэтому большинство пользователей пытается решать вопрос самостоятельно, по мере своих возможностей.

Как сделать тепловой насос «грунт-вода» своими руками

Цены на готовое оборудование таковы, что для большинства пользователей приобретение попросту недоступно. Пойти на такие расходы может только очень обеспеченный человек, но решением вопроса вполне может стать самостоятельное изготовление теплонасоса. В этом случае расходы упадут почти до нуля, но придется изрядно повозиться и побегать по инстанциям, чтобы получить разрешение на производство земляных работ. Если все вопросы административного порядка не являются проблемой, можно приступать к работам.

Бурение скважины

Создание коллектора или бурение скважины являются операциями, которые крайне сложно выполнить своими руками. Для этих работ приглашают специалистов с необходимой техникой. Все действия выполняются согласно заранее рассчитанным параметрам, в готовую скважину или коллектор погружается трубопровод, производятся все остальные действия. В результате должны остаться лишь два конца трубы, выходящие из земли или скважины. Впоследствии они будут присоединены к испарителю теплового насоса. После этого приступают к созданию контура с хладагентом.

Расчеты и сделать рабочие чертежи

Прежде всего, необходимо произвести расчеты и сделать рабочие чертежи. Предстоит большой объем работ, выполнять их наугад нецелесообразно. Создание проекта поможет тщательно продумать все рабочие моменты, позволит вовремя обнаружить ошибки и просчеты.

Купить оборудование

Вторым шагом станет приобретение всех элементов системы, которые изготовить самостоятельно нельзя. К ним можно отнести компрессор, блоки управления, насосы и прочие узлы системы.

Сборка теплонасоса

После этого приступают к непосредственному созданию теплонасоса. Для изготовления конденсатора потребуется бак из нержавейки объемом около 120 л. Бак разрезается в продольном направлении, впоследствии половинки надо будет сварить между собой, поэтому резать надо максимально аккуратно. Внутрь этого бака надо установить змеевик из медной трубки таким образом, чтобы жидкость, проходящая по ней, не могла смешиваться с содержимым бака.

Для изготовления змеевика трубку наматывают на отрезок трубы или иной предмет круглого сечения с подходящим диаметром. В верхней и нижней частях бака делаются по 2 отверстия для входа и выхода змеевика и теплоносителя из системы отопления дома.

Испаритель делается подобным образом, только объем бака надо брать меньше — около 80 л. Иногда вместо металлического бака используют пластиковые емкости, чтобы снизить образование конденсата на стенках.

Подключение компрессора

Для установки и подключения компрессора рекомендуется обратиться к специалисту по холодильным установкам. При создании фреонового контура надо учитывать разные мелочи и нюансы, которые известны только опытным мастерам. Самостоятельное выполнение пайки контура грозит появлением неточностей и ошибок, которые впоследствии обязательно дадут о себе знать. Кроме того, понадобится закачать в систему фреон, что также следует поручить опытному специалисту.

Система трубопроводов

Собранный контур присоединяется к системе трубопроводов со стороны испарителя и к системе отопления дома со стороны конденсатора. Эти работы довольно просты и доступны для самостоятельного выполнения. Подключается блок управления системой, после чего собранный тепловой насос запускается, проверяется на работоспособность, при необходимости производится исправление ошибок и устранение всех обнаруженных изъянов. Если никаких нареканий не имеется, то эксплуатация оборудования продолжается в рабочем режиме.

Тепловые насосы для отопления домов своими руками. Стр. 1

Тепловые насосы: принцип действия

Принцип работы тепловых насосов Стоит отметить, что практически любая среда представляет собой тепловую энергию.Почему бы не использовать лучшее тепло для отопления дома? В этом поможет тепловой насос.

Принцип работы теплового насоса заключается в том, что тепло передается теплоносителю от источника энергии с низким потенциалом. На практике все происходит следующим образом.

Охлаждающая жидкость проходит по трубам, которые закопаны, например, в землю. Затем теплоноситель поступает в теплообменник, где собранная тепловая энергия передается во второй контур. Хладагент, находящийся во внешнем контуре, нагревается и превращается в газ.После газообразный хладагент попадает в компрессор, где сжимается. Это приводит к тому, что хладагент нагревается еще больше. Горячий газ идет в конденсатор, и там тепло передается теплоносителю, который уже отапливает сам дом.

Геотермальное отопление дома: принцип работы ПОДПИСАТЬСЯ на НАШ канал youtube, который позволяет смотреть онлайн, скачать с YouTube бесплатное видео о выздоровлении, омоложении человека. Любовь к другим и к себе, как ощущение высоких вибраций — важный фактор для совершенствования.

http://cdn00.vidyomani.com/c/9/4/7/qkqcrnz58zfe/index.html

Ставьте лайки и делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Подписаться — https://www.facebook.com//

По такому же принципу устроена холодильная установка. Это означает, что холодильный агрегат можно использовать для охлаждения воздуха в помещении.

Типы тепловых насосов

Есть несколько типов тепловых насосов. Но большинство устройств классифицируют по характеру охлаждающей жидкости по внешнему контуру.

Устройство может потреблять энергию от

Тепловые насосы: земля — ​​вода лучший вариант альтернативного отопления — производство тепловой энергии из земли. Таким образом, на глубине шести метров земля имеет постоянную и постоянную температуру. В качестве теплоносителя в патрубках используется специальная жидкость. Внешний контур системы пластиковых трубок.Трубы в земле можно размещать вертикально или горизонтально. Если трубки расположены горизонтально, необходимо выделить большую площадь. Там, где трубы установлены горизонтально, невозможно использовать землю в сельскохозяйственных целях. Можно только делать газоны или сажать однолетники.

Чтобы трубы удерживать вертикально в земле, необходимо вывести несколько колодцев на глубину до 150 метров. Это будет эффективный наземный тепловой насос, поскольку температура на больших глубинах от земли высока. Для теплопередачи используются глубинные зонды.

Тип насоса «вода — вода» Кроме того, тепло может вырабатываться из воды, которая находится глубоко под землей. Можно использовать воду, грунтовые воды или сточные воды.

Стоит отметить, что принципиальных отличий между двумя системами нет. Самый маленький нужен при системе получения тепла от водоема. Трубу следует залить охлаждающей жидкостью и погрузить в воду. Более сложная конструкция нужна для создания системы получения тепла из грунтовых вод.

Насосы «воздух — вода» Могут собирать тепло из воздуха, но в регионах с очень холодными зимами эта система неэффективна. При этом установка очень проста. Вам нужно только выбрать и установить желаемое устройство.

Еще немного о принципе работы геотермальных насосов

ПОДПИСАТЬСЯ на НАШ канал youtube, который позволяет смотреть онлайн, скачать с YouTube бесплатное видео про выздоровление, омоложение человека. Любовь к другим и к себе, как ощущение высоких вибраций — важный фактор для совершенствования.

http://cdn00.vidyomani.com/c/9/4/8/xhcojs36hglk/index.html

Ставьте лайки и делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Подписка — https://www.facebook.com//

Для отопления очень выгодно использовать тепловые насосы. В доме, площадь которого составляет более 400 квадратных метров, очень быстро окупается стоимость системы.Но если ваш дом не очень большой, возможно изготовление системы отопления своими руками.

Для начала нужно купить компрессор. Подойдет прибор, которым оборудован обычный кондиционер. Он крепится на стене. Конденсатор можно сделать самому. Нужно сделать змеевик из медной трубы. Он помещен в пластиковый футляр. Также на стене установлен испаритель. Пайка, заливка фреона и подобные работы должны выполняться только профессионалом. Неумелое не приведет к хорошему результату.Более того, вы можете получить травму.

Перед тем, как запустить тепловой насос, необходимо проверить состояние электрификации дома. Измеритель мощности должен быть рассчитан на 40 ампер.

Самодельный геотермальный тепловой насос

ПОДПИСАТЬСЯ на НАШ канал youtube, который позволяет смотреть онлайн, скачать с YouTube бесплатное видео про выздоровление, омоложение человека. Любовь к другим и к себе, как ощущение высоких вибраций — важный фактор для совершенствования.

http: // cdn00.vidyomani.com/c/9/4/9/nr1jsmedtd35/index.html

Ставьте ЛАЙКИ и делитесь с ДРУЗЬЯМИ!

www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Подписка — https://www.facebook.com//

Обратите внимание, что не всегда создается своими руками тепловой насос оправдывает ожидания. Причина — в отсутствии правильных тепловых расчетов. Система имеет низкую мощность и увеличивает затраты на обслуживание. Поэтому важно точно выполнять все расчеты.опубликовано

P. S. И помните, только изменяя их потребление — вместе мы меняем мир! ©

Присоединяйтесь к нам в Facebook, Вконтакте, Одноклассники

Источник: www.dacha-svoimi-rukami.com/teplovie-nasosi-otoplenia-princip-raboty.html

Все, что вам нужно знать о системах с тепловыми насосами

Когда дело доходит до содержания вашего дома в Бофорте, Южная Каролина, комфортным, у вас есть много вариантов. Одним из вариантов, который становится все более популярным в последние годы, является система с тепловым насосом.Эти системы выполняют те же функции, что и традиционные системы HVAC, но делают это уникальным образом. Они подключаются к существующим источникам энергии для обогрева и охлаждения при относительно небольшом потреблении энергии. Вот все, что вам нужно знать о системах тепловых насосов и о том, как они работают:

Они обеспечивают как обогрев, так и охлаждение

Учитывая название, многие люди предполагают, что тепловые насосы обеспечивают только отопление. Но эти системы могут легко и эффективно поддерживать комфортную температуру в течение всего года.Когда вам нужно отопление, системы с тепловыми насосами извлекают и концентрируют тепло из внешнего источника и используют его для обогрева вашего дома. В теплую погоду вы можете реверсировать тепловые насосы, чтобы забирать тепло из дома и рассеивать его снаружи.

Они высокоэффективны

Одним из наиболее привлекательных аспектов тепловых насосов является их эффективность. Традиционные системы отопления потребляют много энергии, потому что они должны вырабатывать собственное тепло. С другой стороны, тепловые насосы полагаются на извлечение, концентрацию и перемещение скрытой тепловой энергии.Использование уже существующих возобновляемых источников энергии позволяет тепловым насосам потреблять до 50 процентов меньше электроэнергии, чем традиционные источники тепла.

Они лучше всего работают в умеренном климате

В отличие от традиционных систем отопления и охлаждения по требованию, тепловые насосы работают более плавно и последовательно. Процесс извлечения и концентрации тепла требует времени, поэтому тепловые насосы не идеальны для мест, которые регулярно подвергаются экстремальным климатическим явлениям. Однако относительно устойчивый и умеренный климат морских островов Южной Каролины делает его прекрасным местом для использования низкоэнергетических систем отопления и охлаждения, таких как тепловой насос.

Они бывают трех форм

Вообще говоря, существует три различных типа систем тепловых насосов: водные, воздушные и наземные. Это различие помогает определить способ, которым система отводит и отводит тепло.

Тепловой насос с водяным источником использует воду для извлечения или рассеивания тепла. Точно так же тепловой насос с воздушным источником извлекает тепло из окружающего воздуха во время нагрева и рассеивает тепло в воздух во время охлаждения. Земные тепловые насосы, также известные как геотермальные системы, достигают той же цели, используя саму землю в качестве среды.

Они удивительно гибкие

Несколько усовершенствований за последние годы позволили значительно повысить гибкость и индивидуальность при использовании тепловых насосов. Многие тепловые насосы теперь оснащены двухступенчатыми компрессорами. Это позволяет им работать чаще и поддерживать более точную температуру при меньшем расходе энергии.

Также доступно несколько типов электродвигателей вентилятора. Воздуходувки с фиксированной скоростью обеспечивают только одну постоянную скорость. Многоскоростные воздуходувки предлагают несколько уровней для регулировки количества циркулирующего воздуха.Наконец, воздуходувки с регулируемой скоростью предлагают более точную настройку в зависимости от условий в вашем доме.

Необходимо знать два рейтинга эффективности

Если вы планируете установить систему с тепловым насосом или если она у вас уже есть, важно понимать ее эффективность. Поскольку тепловые насосы предлагают как обогрев, так и охлаждение, они имеют два разных уровня эффективности: SEER и HSPF.

SEER, или сезонный коэффициент энергоэффективности, — это показатель, используемый для представления эффективности охлаждения. HSPF, или коэффициент сезонной производительности отопления, представляет собой аналогичный показатель, используемый для измерения эффективности отопления. В обоих случаях более высокие числа указывают на системы, которые производят больше тепла или холода на единицу энергии.

Системы с тепловым насосом отличаются высокой эффективностью, экологической ответственностью и надежностью. Тепловой насос правильного размера, установка и обслуживание — отличный способ поддерживать комфорт при минимальном потреблении энергии. Однако тепловые насосы могут не подходить для каждого дома в любой ситуации.Понимание приведенных выше основ тепловых насосов и принципов их работы поможет вам сделать более осознанный выбор для вашего дома. Свяжитесь с Coastal Air Technologies, Inc. по телефону (803) 914-0900 , чтобы узнать больше.

тепловых насосов творят чудеса | Сделай математику

Частично аргумент в пользу того, что мы не можем ожидать, что рост будет продолжаться бесконечно, заключается в том, что повышение эффективности ограничено. Многие из наших энергетических приложений находятся в двух кратных теоретических пределах эффективности, поэтому мы не можем выжать из этого апельсина слишком много.В конце концов, ничто не может быть эффективнее 100%, не так ли? Что ж, оказывается, есть и одна область , в которой мы можем с радостью разорвать эти связи и достичь КПД, намного превышающего 100%: тепловые насосы (включая холодильники). Хотя это звучит как магия, естественно, мы должны действовать в рамках физических ограничений. В этом посте я объясню, как это возможно, и разработаю термодинамический предел для тепловых двигателей и тепловых насосов. Это история энтропии.

Энтропия, количественная оценка

Можно написать целые книги о грубых свойствах энтропии.Проще говоря, энтропия — это мера беспорядка. Строго говоря, энтропия — это подсчет количества квантово-механических состояний, которые могут быть заняты при определенной энергии системы. В этом смысле полная энтропия системы равна S = k _B ln ( Ω ), где Ω — количество доступных состояний (довольно большое число), ln (x) — естественное log, а k _B — постоянная Больцмана, имеющая значение 1,38 × 10 ⁻²³ Дж / К (Джоулей на Кельвин) в единицах СИ.

Ладно, это круто и круто, но не будем увлекаться подсчетом состояний. Основная цель предыдущего абзаца — показать, что энтропия имеет фундаментальное предписание и что она содержит фактических единиц . В основном энтропия обсуждается в манере, но ее можно закрепить.

Изменение тепла: изменение энтропии

Более релевантным для наше обсуждение является термодинамический результат, который, если мы добавляем / вычитаем тепловую энергию (тепло) в / из термальной «ванны» (большой резервуар тепловой энергии, такой как внешний воздух, водоем, скала) на температура T — измеряется по абсолютной шкале типа Кельвина — энтропия изменяется согласно:

ΔQ = TΔS

Мы читаем это как означающее, что добавление количества тепла ( ΔQ : отрицательное значение при отводе тепла) приведет к сопутствующему увеличению энтропии (уменьшению, если оно отрицательное) с температурой ванны в качестве константы пропорциональности. Глядя на это уравнение, единицы измерения энтропии в Дж / К ( S ) должны иметь больше смысла.

Погодите! Я просто учел условие, что энтропия может уменьшаться? Разве это не одно из фундаментальных правил термодинамики, согласно которому энтропия никогда не может снизиться?

Почти верно. Энтропия закрытой системы не может уменьшиться. Но он может легко уменьшиться на местном уровне за счет увеличения где-то еще. Вы можете заново складывать книги на полках после землетрясения, наведя порядок.Но, прилагая усилия, вы передаете тепло окружающему воздуху, увеличивая его энтропию.

Движущееся тепло

Тепловой насос , а не , вырабатывающий тепла, просто перемещает тепло . Он может перемещать тепловую энергию из более холодного наружного воздуха в более теплый внутри или из более холодных внутренних помещений холодильника в окружающий воздух. Он отводит тепло в направлении, противоположном его нормальному потоку (от холодного к горячему, а не от горячего к холодному). Таким образом, слово насос .

Итак, представим, что у меня холодная среда при температуре T _c и горячая среда при T _h . Холодное и горячее — здесь относительные термины: «горячая» среда может быть неприятно прохладной — просто она должна быть горячее, чем «холодная» среда.

Если я вытягиваю количество тепла, ΔQ _c из холодной среды и помещаю ее в более теплую среду, я уменьшаю энтропию в холодной области на ΔS _c = ΔQ _c / Т _с .И ΔQ _c , и ΔS _c в этом случае отрицательны.

Неизбежно, мне приходится запускать какое-то оборудование, чтобы воздействовать на этот поток тепла против естественного градиента (подталкивая тепло вверх). Назовем количество работы (энергии), необходимой для принудительного отвода тепла, ΔW . Эта механическая / электрическая / любая энергия также в конечном итоге превращается в тепло, и если я ловко отправлю эту дополнительную энергию в жаркое место, я закачу количество тепла в горячую среду, которое составляет ΔQ _ч = — ΔQ _c + ΔW (просто сумма двух; как указано толщиной стрелок на диаграмме выше).

Изменение энтропии в горячей среде определяется как ΔS _h = ΔQ _h / T _h . Поскольку общая энтропия должна увеличиваться, нам нужно, чтобы сумма изменений энтропии была положительной: ΔS _c + ΔS _h > 0 — помня, что ΔS _c отрицательно.

Так что же нам остается? Если мы пытаемся отапливать дом, мы заботимся о том, сколько тепла доставляется в дом: ΔQ _h = — ΔQ _c + ΔW .И мы хотели бы сделать как можно меньше работы, ΔW , чтобы это осуществить. Таким образом, соответствующий показатель качества равен ε = ΔQ _h / ΔW .

Небольшая алгебра с приведенными выше соотношениями (шаги показаны на следующем рисунке) дает максимальный КПД теплового насоса ε _h / ΔT , где ΔT = T _h — T _c — разница температур между горячей и холодной баней.

Если вместо этого вы хотите что-то охладить (охлаждение, кондиционер), показатель качества — это количество тепла, отведенное из холодной зоны, разделенное на входную работу: ε = — ΔQ _c / ΔW . В этом случае максимальный КПД работает до ε _c / ΔT .

Тепловые двигатели

В качестве альтернативы, если мы повернем тепловой поток, так что ΔQ _h естественным образом вытекает из горячего источника ( ΔQ _h отрицательно в этом случае) и меньшее значение ΔQ _c течет в источник холода (положительный), те же соображения энтропии приводят нас к выводу максимального объема работы, которая может быть извлечена из теплового потока, и эффективности, ε = ΔW / ΔQ _h работает быть не лучше ΔT / T _ч .(Более смелые из вас могут захотеть принять алгебраический вызов.) Это знакомый термодинамический предел объема работы, выполняемой тепловым двигателем , таким как автомобильный двигатель, угольная электростанция или даже атомная электростанция. растение. Причина, по которой мы достигаем максимальной эффективности, на самом деле заключается в том, чтобы не нарушать второй закон термодинамики: полная энтропия системы никогда не может уменьшаться.

Высочайшая эффективность

Замечательная особенность вычисленных выше значений КПД теплового насоса заключается в том, что ΔT равно в знаменателе ! Поскольку T — это абсолютная температура (Кельвин), типичные ситуации будут иметь T ≈ 300 K и ΔT , часто несколько десятков Кельвинов, что приводит к эффективности около 10 × , или 1000% !! Как это может быть правдой? Похоже на полную измену природе.

Ключ в том, что, в отличие от электрической змеевики или пламени, тепловой насос не создает тепловой энергии, он перемещает тепловой энергии, которая уже существует. Тепловой насос всегда перемещает тепловую энергию из более прохладной среды в более теплую. Это означает, что тепловой насос, обогревающий дом зимой, забирает тепло извне и запихивает его внутрь. Это может показаться нелогичным, но я уверяю вас, что даже холодный воздух имеет много тепловой энергии, превышающей абсолютный ноль на сотни градусов.Улавливание части этой энергии и ее перемещение может потребовать гораздо меньше энергии, чем ее создание напрямую.

Один из аспектов эффективности теплового насоса, заслуживающий внимания, заключается в том, что теоретический предел улучшается по мере уменьшения ΔT . Таким образом, холодильник в жарком гараже не только должен будет работать больше, чтобы поддерживать более высокий ΔT , но и в то же время станет на менее эффективным , что усугубит проблему. Точно так же тепловые насосы работают более эффективно в условиях мягкого зимнего климата, чем в экстремальных арктических зонах.Например, теоретическая эффективность теплового насоса, работающего при температуре 293 K в помещении (20 ° C или 68 ° F) и температуре замерзания на улице, составляет 293/20 = 14,7, в то время как при низких температурах -20 ° C (-4 ° F) можно было бы только позволяют теоретический КПД 7 — вдвое меньше.

COP и EER

При покупке тепловых насосов следует искать спецификацию, называемую коэффициентом производительности, или COP, которая по сути является той же метрикой ε = ΔQ _h / ΔW , использованной ранее.Реализованные значения обычно составляют около 3–4. Это в несколько раз ниже теоретического предела, как это часто бывает. Но все же для меня это довольно впечатляющее , что я могу добавить 4 Дж тепловой энергии в свой дом, затратив на это всего 1 Дж (примените любую единицу энергии, какую хотите: кВт · ч, британские тепловые единицы и т. Д., И получите те же 4 Дж. Соотношение: 1 для COP = 4).

Но прежде чем мы увлечемся, предположим, что ваша электроэнергия поступает от газовых турбин, преобразуемых в электричество с КПД 40% (с помощью теплового двигателя).В сочетании с тепловым насосом, обеспечивающим КПД 3,5, каждая единица энергии, вводимая в газовую установку, дает 0,4 × 3,5 единицы тепловой энергии в доме, что дает 40% чистую выгоду по сравнению с простым сжиганием газа непосредственно в доме. Я возьму на себя выгоду, но польза от подавляющей до просто потрясающей. Если вам важна углеродоемкость, то тепловой насос, снабженный электричеством, работающим на угле, работает хуже, чем сжигание газа непосредственно в домашней печи, поскольку уголь производит на 70% больше CO ₂ на единицу доставленной энергии, чем газ, поглощая маржа 40%, описанная ранее.Полное улучшение коэффициента 3,5 мы получаем только при замене на электрический обогреватель.

Для систем охлаждения можно также увидеть отчет о COP. Но в США показателем эффективности часто является коэффициент энергоэффективности, или EER. это уродец природы, и я надеюсь, что он задыхается от собственной глупости. Это скорость отбора тепла в британских тепловых единицах в час, деленная на подаваемую электрическую мощность в ваттах. Боже, британская тепловая единица / час — это уже мощность: 1 британская тепловая единица / час — это 1055 Дж за 3600 с, или 0,293 Дж / с = 0.293 W. Зачем все усложнять ?! Итак, умножьте EER на 0,293, чтобы получить сравнение яблок с яблоками и получить COP для охлаждения, который соответствует нашей предыдущей оценке: ε = — ΔQ _c / ΔW . Кондиционеры, имеющие значения EER выше примерно 11, квалифицируются как Energy Star, что соответствует COP выше примерно 3.

Производительность моего холодильника

У меня возникла мысль, что я могу проверить эффективность теплового насоса> 100%, наблюдая, как мой холодильник проходит цикл размораживания.Идея состоит в том, что в змеевики периодически сбрасывается тепло, чтобы растопить скопившийся лед. Я заметил, что первый цикл охлаждения после разморозки всегда длиннее, так как выделяющееся тепло необходимо отводить.

Мой холодильник обычно работает от автономной фотоэлектрической системы, и я записываю энергозатраты системы с 5-минутным разрешением. Я регулярно вижу циклы размораживания в данных (каждый день или два). Но из-за грубой частоты дискретизации и косвенности измерения (измерение тока батареи, а не мощности переменного тока) я предпочитаю использовать данные TED (детектив энергии), когда они доступны.В необычно пасмурные периоды фотоэлектрическая система переключается на ввод от электросети, и в этом случае TED контролирует работу холодильника, и я получаю одноминутные образцы прямого переменного тока. Одна такая последовательность показана для моего холодильника в октябре 2011 года.

Цикл оттаивания потреблял 155 Втч энергии. Также показаны энергия и средняя мощность, связанные с каждым циклом охлаждения.

На рисунке выше мы видим базовую мощность 108 Вт, два нормальных цикла охлаждения, предшествующих импульсу размораживания в 12:30 (и частичный цикл охлаждения на его переднем фронте).Первый цикл охлаждения после отложений разморозки, очевидно, длиннее, чем остальные, а последующие циклы могут быть немного более жирными и более частыми. Расход энергии (выше базовой линии) сообщается для каждого импульса охлаждения в ватт-часах, как и соответствующая средняя мощность цикла охлаждения, измеренная от начала одного импульса до начала следующего.

Выполнив тщательный учет энергии, израсходованной во время охлаждения, по сравнению с энергией, выделенной во время оттаивания, и спрогнозировав скорость использования энергии перед оттаиванием (43 Вт) вперед, мы обнаружим, что мы ожидали израсходовать 163 Втч за интервал времени. между первым и последним циклами охлаждения (предварительных циклов 19.7 Втч каждый), но фактические затраты на охлаждение составили 184 Втч, оставив дополнительно 21 Втч на охлаждение (примерно эквивалентно одному дополнительному циклу). Между тем, размораживание израсходовало 155 Втч за 23 минуты (400 Вт). Таким образом, потребовалось 21 Втч энергии в режиме охлаждения, чтобы удалить 155 Втч выделенной тепловой энергии, что подразумевает коэффициент полезного действия около 7,5!

Невероятно высокий, мне кажется. Одна из проблем заключается в том, что цикл размораживания направляет энергию на тающий лед, который впоследствии стекает в поддон для сбора капель под холодильником.Так что холодильнику впоследствии не нужно было снимать этот жар: он нашел выход другого рода. Барьер теплоты плавления, который необходимо преодолеть, составляет 334 Дж / г (по сравнению с примерно 20 Дж / г для повышения температуры воды на 5 ° C или льда на 10 ° C). Если цикл оттаивания производит две чашки воды (примерно пол-литра) каждый раз, затраты составляют примерно 50 Втч энергии. Это снижает оценку COP до 5. Кроме того, поскольку после завершения впрыска оттаивания проходит время, некоторая часть тепла, несомненно, распространяется от холодных змеевиков к горячим ребрам, прежде чем начнется охлаждение.

Оглядываясь назад, можно сказать, что цикл оттаивания — не лучший способ экспериментального определения COP — несмотря на то, что «эксперимент» проводится все время, и мне не нужно пошевелить пальцем.

Более продуманный эксперимент

Взяв дело в свои руки, я соорудил лампочку накаливания, работающую от таймера, и засунул ее в холодильник (в зажимной светильник). Я установил таймер на включение света с 3 до 4 утра, полагая, что холодильник будет совершенно неподвижным (без открывания дверей и т. Д.в течение этого времени). Пара длинных сужающихся кусков дерева обеспечивала канал для шнура без ущерба для дверного уплотнения. Я переставил холодильник на ночь, чтобы TED заметил происходящее. Чтобы получить хороший результат, потребовалось трижды. «Когда ты собираешься вынуть свет из холодильника ?!»

Take One

Первоначальное расположение света в верхнем левом углу объема холодильника

Я поместил свет высоко в холодильник и направил свет на алюминиевую фольгу на пустой стеклянной полке (фольга должна была защищать от прямого света пищу внизу).Данные были собраны красиво, но холодильник работал все время, пока был включен свет. Лампочка была рассчитана на 60 Вт, а холодильник обычно работает около 120 Вт, поэтому я сразу понял, что измерение показало КПД меньше 1. Не хорошо.

Я предполагаю, что лампочка находилась достаточно близко к термостату, чтобы повысить местную температуру и заставить холодильник работать постоянно. Держу пари, мороженое стало твердым…

Take Two

На этот раз свет в холодильнике ниже.

Я переместил свет в нижнюю часть холодильника, надеюсь, достаточно хорошо заслоненный, чтобы не повлиять на термостат. На этот раз меня помешала бессонная жена, которая в ходе эксперимента включала и выключала всевозможные электрические устройства. Сам холодильник не был нарушен, и при нажатии я все еще мог определять циклы охлаждения и извлекать полезные данные. Как и в астрономии, грязные ночи производят неаккуратные данные, и вам придется работать намного усерднее, чтобы получить хоть сколько-нибудь полезные результаты.Лучше дождитесь ясной ночи, если сможете. По крайней мере, я мог видеть, что холодильник на этот раз включил во время фазы зажигания.

Возьми тройку

Обмани меня однажды, позор тебе. Обмани меня дважды, позор мне. Поскольку в поговорке нет аспекта «трижды», я чувствовал, что у меня нет другого выбора, кроме как заставить ее работать. Собственно, я не делал ничего другого (никаких ремней, приковывающих жену к постели — терпение уже иссякло из-за бесконечного эксперимента в холодильнике). Но, к счастью, тихая ночь привела к получению чистого набора данных.

Световой импульс требовал большего охлаждения. Обратите внимание на случайное размораживание в конце.

Оказалось, что лампа потребляет энергию в размере 52 Вт. Если вычесть базовую нагрузку в 44 Вт, первые пять циклов составили в среднем 35,4 Вт, чтобы холодильник оставался холодным. Лампочка горела чуть больше 56 минут, выделяя 49 Втч энергии. С момента включения лампочки и до конца последнего импульса охлаждения перед началом цикла размораживания (продолжительностью 131 минута) пять циклов составили 57 минут включенного состояния, потребляя 113 Втч электроэнергии.Тем не менее, мы ожидали 35,4 × 131/60 = 77 Вт · ч при номинальной скорости. Таким образом, холодильник потреблял дополнительно 36 Втч энергии, чтобы удалить 49 Втч, выделяемые светом. Мы вычисляем COP ΔQ _c / ΔW = 49/36 = 1,36.

Хммм. Не в примерном количестве 3. По крайней мере, больше единицы, что указывает на примерно на градусов магии теплового насоса. Но я разочарован результатом.

Размышления об экспериментах

Мой режим тестирования определенно отличался от предполагаемой работы холодильников.Концентрированный импульс постоянного тепла — это не , а то же самое, что положить теплую пищу в холодильник. Также может быть, что морозильная камера достигает COP около 3, а объем холодильника — нет. Мне было бы любопытно узнать, как на самом деле измеряется КС. Реализуем ли мы аналогичные ценности в повседневной работе? В конце концов, проверка лампочки не удалась. Если я усредняю ​​значение разморозки с поправкой на таяние льда и значение лампочки, я получаю COP около 3, но у меня нет веских оснований для выполнения этого среднего.

Альтернативные испытания могут включать помещение известной тепловой массы в холодильник и определение количества энергии, необходимой для его нагрева. Однако доступ к двери — это проблема.

Закройте дверь!

Раз уж я говорю о холодильниках, как насчет быстрого обхода, чтобы оценить, насколько проблематично стоять с открытой дверью или постоянно и неэффективно обращаться к находящимся внутри предметам. Я должен быть раздражен?

Допустим, внутренний объем холодильника составляет пол кубометра (около 17 кубических футов; американский морозильник + холодильник часто ниже 20). Воздух имеет удельную теплоемкость 1000 Дж / кг / К. При плотности 1,2 кг / м³ мы говорим всего 0,6 кг воздуха. Предположим, что ΔT составляет 20 K между окружающим воздухом и воздухом холодильника.

A Complete воздухообменник тогда стоит 12 кДж (3,3 Втч). Даже при COP, равном 1,0, холодильник снимает это количество энергии за 100 секунд при мощности 120 Вт. Это крошечная часть ежедневной работы холодильника: 0,3%.

Более серьезная проблема — это конденсация. Если наружный воздух насыщенный (влажность 100%), содержащий около 20 г / м3 воды, мы помещаем 10 г в холодильник.Скрытая теплота парообразования означает, что на каждый грамм конденсирующейся воды выделяется 2257 Дж, плюс около 800 Дж для охлаждения воды. Итого мы закидаем в холодильник еще 23 кДж (6,5 Втч) энергии.

Итак, в зависимости от того, насколько влажный воздух, мы можем упасть в пределах 12–35 кДж. Наши 0,3% превращаются в 1% -ный эффект. Открывайте холодильник 20 раз в день, и у вас может возникнуть серьезная проблема.

Еще одно соображение заключается в том, что при открытии двери термостат может сработать раньше, чем обычно.При этом «график охлаждения» продвигается вперед и может привести к большему количеству «включенных» действий, чем в противном случае.

Перспектива прощания

Тепловые насосы действительно круты и, кажется, нарушают наше представление о том, что 100% — это лучшая эффективность, которую мы когда-либо могли получить. У систем охлаждения нет другого выбора, кроме как использовать тепловые насосы, поскольку охлаждение неизбежно связано с избавлением (перемещением; перекачкой) тепловой энергии. В системах отопления эффективность прямого нагрева может увеличиться в три или более раз.Все чаще стабильная термальная масса земли используется в качестве «ванны», которую часто ошибочно называют геотермальной.

Так что я в целом сторонник большего использования тепловых насосов. Замена прямого электрического нагрева тепловым насосом — явная победа. Замена газовой печи тепловым насосом — незначительный выигрыш, если вы получаете электричество из газа; не так много для электроэнергии из угля. Но тепловые насосы открывают путь к эффективному использованию возобновляемых источников энергии, таких как солнце или ветер. В этом смысле отказ от газовых печей при одновременном продвижении производства неископаемой электроэнергии может быть лучшим билетом, особенно в сочетании с опасениями по поводу глобального потепления.

Кондиционер против теплового насоса

Когда приходит время заменить систему охлаждения, домовладельцы Луисвилля задаются вопросом, что лучше — кондиционер или тепловой насос? Выбор новой системы охлаждения — важный выбор для домашнего комфорта, и домовладельцы в районе Луисвилля должны знать преимущества и недостатки обеих.

К счастью, сертифицированные NATE специалисты по охлаждению в Jarboe’s имеют большой опыт в этой области. Мы здесь, чтобы помочь вам решить проблему с кондиционером вместо вашего.обсудите тепловой насос и придите к лучшему варианту охлаждения для нужд вашего дома. Мы исследуем, как работает каждый тип системы, сколько они стоят и насколько эффективны их энергоэффективности.

Когда вы будете готовы сделать выбор между кондиционером или тепловым насосом, позвоните нам. Мы предлагаем большой выбор охлаждающих продуктов Carrier, которые обеспечивают удивительную ценность и эффективность для вашего дома в районе Луисвилля. Наши квалифицированные специалисты устанавливают ваш новый кондиционер или тепловой насос, чтобы он мог удовлетворить потребности вашей семьи в охлаждении на многие годы вперед.

Работа кондиционера и теплового насоса

Прежде всего, чтобы выбрать кондиционер или тепловой насос, вам необходимо знать, как работает каждая система. Существует множество неправильных представлений о том, как работают кондиционеры — многие домовладельцы в Луисвилле ошибочно полагают, что они создают своего рода холод, который охлаждает воздух. Вероятно, это связано с тем, что печи вырабатывают тепло для обогрева дома.

На самом деле кондиционер не создает условия для обледенения, которые охлаждают воздух.Его процесс проще — он перемещает тепло из одной области в другую.

Как кондиционер отводит тепло, спросите вы? Что ж, процесс происходит следующим образом:

• Теплый воздух из вашего дома циркулирует в внутренние компоненты системы охлаждения.
• Теплый воздух проходит над змеевиком испарителя.
• Хладагент внутри змеевика отводит тепло из воздуха.
• Хладагент движется по линиям к наружным компонентам и находится под давлением компрессора.
• Хладагент движется к змеевику конденсатора, который отводит тепло в окружающий наружный воздух.

Итак, кондиционер для охлаждения вашего дома отводит тепло из жилых помещений. Он не производит льда или экстремально низких температур и обеспечивает охлаждение воздуха.

Теперь, когда вы знаете, как работает кондиционер, мы открываем вам большой секрет — тепловые насосы работают одинаково для охлаждения! Они также перемещают тепло изнутри вашего дома в области за пределами дома.

Есть два типа тепловых насосов: воздушные и геотермальные. Тепловые насосы с воздушным источником перемещают тепло от одного источника воздуха к другому, изнутри наружу. Геотермальные системы перемещают тепло из воздуха внутри вашего дома в землю, где оно откладывается. Или они передают тепло источнику воды.

Геотермальным системам для работы необходим дополнительный компонент — контур заземления. Он состоит из соединенных трубопроводов, заполненных жидкостью, которые отводят тепло от дома и отводят его под вашим двором.

Когда дело доходит до охлаждения, все тепловые насосы и кондиционеры используют один и тот же процесс для достижения более низких температур, на которые вы рассчитываете в помещении жарким летом в Луисвилле.

Кондиционер против теплового насоса: факты

Итак, должны быть некоторые различия между кондиционером и тепловым насосом, чтобы мы могли ответить на этот вопрос. Хотя они предлагают одинаковый процесс охлаждения, это конец их общего. Споры о кондиционировании и тепловом насосе часто решаются домовладельцами на основании их отопительных возможностей и энергоэффективности. Для многих домовладельцев в районе Луисвилля цена является важным фактором при принятии решения о покупке дома.

Кондиционер против отопления с тепловым насосом

Кондиционер против отопления с тепловым насосом — это не вопрос, потому что кондиционер просто не может обогреть ваш дом. Система кондиционирования полезна только в теплое время года. Когда температура падает, домовладельцы выключают свои кондиционеры и используют системы отопления, например печи, для обогрева.

В отличие от кондиционера, тепловой насос также обеспечивает отопление дома! Как это возможно? Тепловой насос работает в обратном направлении и выглядит следующим образом:

• Змеевики конденсатора отбирают тепло из наружного воздуха, которое поглощается хладагентом.
• Хладагент перемещается в компоненты внутренней системы к змеевикам испарителя.
• Тепловая энергия излучается змеевиками испарителя и смешивается с воздухом, циркулирующим в системе.

Этот процесс добавляет тепла вашему воздуху в помещении. Геотермальные тепловые насосы работают в обратном порядке так же, как и тепловые насосы с воздушным источником, за исключением того, что они извлекают тепло из-под земли или источника воды, а не из воздуха снаружи.

Тепловой насос — это две системы в одной — и ваши потребности в отоплении и охлаждении удовлетворяются с помощью одного блока.Если у вас есть кондиционер, если вы хотите тепла зимой, вам также понадобится система отопления. Многие домовладельцы Луисвилля выбирают для этой цели печи.

Если вы ищете одну систему, которая бы справилась со всем, нет никаких сомнений в том, что кондиционер или тепловой насос — лучше — тепловой насос. Проще говоря, кондиционеры предназначены только для охлаждения.

Кондиционер против теплового насоса Энергоэффективность

Энергоэффективность — большая проблема при выборе между кондиционером илитепловой насос, поскольку чем более энергоэффективна ваша система, тем меньше потребляется энергии, что снижает счета за коммунальные услуги.

Кондиционеры и тепловые насосы измеряют эффективность с помощью SEER, что означает сезонный коэффициент энергоэффективности. Кондиционер или тепловой насос с одинаковым рейтингом SEER используют равное количество энергии для охлаждения домов в идеальных условиях.

Теперь у кондиционеров действительно возникают проблемы, когда температура наружного воздуха очень высока. Понимаете, системы кондиционирования предназначены для адекватного охлаждения вашего дома, когда разница температур в помещении и на улице не превышает 20 градусов.Летом температура может подниматься выше этой отметки. Когда это происходит, ваш кондиционер не может работать так же эффективно, пока он охлаждает ваш дом.

С другой стороны, тепловые насосы не имеют проблем с высокими температурами наружного воздуха. Они обеспечивают одинаковую эффективность охлаждения независимо от того, небольшая или большая разница температур в помещении и на улице.

В идеальных внешних условиях эффективность кондиционера и теплового насоса практически одинакова. Большой скачок энергоэффективности происходит при использовании режима обогрева.

Оба типа тепловых насосов намного эффективнее кондиционеров, печей и других типов систем отопления. КПД теплового насоса с воздушным источником составляет от 175 до 300 процентов, а КПД геотермального теплового насоса составляет от 300 до 600 процентов. Это означает, что на каждую единицу электроэнергии, потребляемой оборудованием, они производят больше единиц тепла.

Тепловые насосы с воздушным источником тепла не являются отличным источником тепла, когда температура наружного воздуха опускается ниже 25–30 градусов.Обычно это не такая уж проблема для домовладельцев в Луисвилле, но иногда бывает очень холодно. В эти дни, если в вашем доме есть резервная система отопления, вы хотите использовать ее, потому что она более эффективна, чем ваш тепловой насос, когда он сталкивается с этими экстремальными температурами.

Кондиционер против теплового насоса Цена

Не секрет, что цена является важным фактором, когда вы выбираете между кондиционером или тепловым насосом. Для многих домовладельцев в районе Луисвилля системы HVAC — непростое вложение! Давайте посмотрим, чего можно ожидать от цен на кондиционер иТепловой насос.

Вашим самым доступным вариантом обычно будет тепловой насос с воздушным источником. Далее идет кондиционер. Самая дорогая система охлаждения — это геотермальный тепловой насос. Стоимость установки тепловых насосов и кондиционеров с воздушным источником составляет от нескольких до нескольких тысяч долларов, в зависимости от модели. Геотермальные системы стоят около 10 000 долларов на низком уровне и более 30 000 долларов на высоком уровне, причем система контура заземления является самой большой статьей расходов в этих системах.

Теперь помните, что с геотермальной системой вам действительно не нужна резервная система отопления.С тепловым насосом с воздушным источником вы могли бы. С кондиционером вы абсолютно уверены. Резервное отопительное оборудование или основная система отопления увеличивают расходы при обновлении систем отопления, вентиляции и кондиционирования в вашем доме в Луисвилле.

Кондиционер против теплового насоса — Получите помощь сейчас

Решение о выборе кондиционера и теплового насоса различается от одного домовладельца к другому в зависимости от факторов, указанных выше. То, что подходит вам, может не соответствовать потребностям ваших соседей. Вы должны взвесить все важные факторы, чтобы сделать правильный выбор в отношении кондиционера и кондиционера.Тепловой насос.

Jarboe’s здесь, чтобы помочь вам упростить ваше решение относительно кондиционера или теплового насоса. Наши сертифицированные NATE технические специалисты поделятся тонкостями всех вариантов, чтобы помочь вам понять, что доступно, и принять правильное решение о покупке с учетом ваших потребностей и бюджета.

Если вам нужна помощь или вы готовы сделать звонок между заменой кондиционера и теплового насоса, позвоните нам! Мы предоставляем высококачественное оборудование, сочетающееся с квалифицированным монтажом, для обеспечения охлаждения (и, возможно, обогрева!), Которое вам нужно от вашего нового кондиционера или теплового насоса.

Кража теплового насоса и кондиционера? Да, он растет

С ростом цен на металлолом, особенно на медь, неудивительно, что грабители и воры считают ваш внешний тепловой насос или конденсаторный блок кондиционера ценным предметом. К тому же, поскольку это устройство стоит рядом с вашим домом, потенциальным артистам-грабителям сложно не заметить.

Почему крадут блоки переменного тока и тепловые насосы?

Хотя конденсаторная установка может показаться маловероятным предметом для кражи, к ней прилагается высокая зарплата.При цене 2,50 доллара или более за фунт из-за меди и других металлов внутри прибора вор может получить чуть больше 80 долларов за то, что находится внутри вашего теплового насоса или кондиционера. Выплата за вора относительно невелика, но замена может обойтись домовладельцам более чем в 5000 долларов. Если ваш кондиционер или тепловой насос старше трех или четырех лет, вам, вероятно, придется заменить всю систему, включая внутреннюю ручку подачи воздуха / испаритель.

Как защитить свой тепловой насос или кондиционер от кражи

• Установите решетку для кондиционера, чтобы воры не попали в ваш внешний блок и его ценные внутренние части.Многие строительные компании и домовладельцы по всей стране инвестируют в эти защитные клетки. Как бы маловероятно вы ни думали, что взлом кондиционера / теплового насоса происходит в вашем районе, лучше перестраховаться. Ваша страховая компания может помочь с оплатой и установкой клетки.
• Подумайте о том, чтобы установить систему сигнализации, которая будет служить средством предотвращения взлома кондиционера и кражи. Хотя пребывание в тихом районе с низкой проходимостью может показаться идеальной средой для защиты от кражи со взломом, это может быть идеальным местом для мелких воров, чтобы заполучить вашу конденсаторную установку, которая находится на открытом воздухе.Наличие системы сигнализации, которая отслеживает скачки напряжения вашего устройства и может быть направлена ​​для вызова экстренных служб или полиции, — еще один способ удержать воров на расстоянии.

Самостоятельный поиск защитной клетки может быть несложной задачей, но для установки системы охранной сигнализации и получения консультации может потребоваться помощь надежного профессионального подрядчика. Для наиболее надежного обслуживания систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в районе Metro-East, включая общины Бетхалто, Эдвардсвилл, Трой и Альтон, свяжитесь с нами сегодня в Ernst Heating & Cooling.

Наша цель — помочь обучить наших клиентов в Hamel, Alton, Glen Carbon, Highland, Greenville и Troy, Illinois и прилегающих районах по вопросам энергоснабжения и домашнего комфорта (особенно для систем HVAC). Для получения дополнительной информации загрузите наше бесплатное руководство по домашнему комфорту.

Изображение предоставлено Shutterstock

Преимущества и недостатки тепловых насосов (2021)

Описание тепловых насосов

— откройте для себя плюсы и минусы!

Тепловые насосы представляют собой системы, которые « перекачивают » или перемещают тепло из одного места в другое с помощью компрессора и циркулирующей конструкции из жидкого или газового хладагента, через которую тепло отбирается из внешних источников и перекачивается в помещения. Для перекачивания тепла используется на меньше электроэнергии, чем на , по сравнению с тем, когда электричество используется исключительно как средство его преобразования. Летом цикл может быть изменен на противоположный, и установка действует как кондиционер.

Популярность тепловых насосов

в Великобритании растет в связи с тем, что правительство недавно начало внедрять ряд новых схем, которые делают переход к экологически чистой жизни более плавным и более доступным . Эти методы сумели привлечь внимание британского населения и впоследствии повысили популярность технологий возобновляемых источников энергии.

Поскольку Великобритания уделяет больше внимания достижению Net Zero, ожидается, что только в новых зданиях будет установлено около 19 миллионов тепловых насосов. Существует также огромная возможность для модернизации, чтобы получить тепловые насосы в качестве замены.

Тепловые насосы представляют собой наиболее эффективную альтернативу топливным, масляным и электрическим системам в отношении как отопления, так и охлаждения. Газовые печи работают относительно хорошо, их рейтинг составляет около , эффективность 98 процентов , однако они не являются долгосрочным решением с точки зрения выбросов углекислого газа.Тепловые насосы обеспечивают большую тепловую и охлаждающую способность, чем количество электроэнергии, используемой для их работы. Правильно спроектированные и установленные тепловые насосы регулярно достигают КПД более 300% .

Заинтересованы в ценах на тепловые насосы? Сообщите нам о своих потребностях и предпочтениях, и мы свяжемся с вами как можно скорее, предоставив бесплатных , бесплатных предложений от наших квалифицированных поставщиков .

Сколько будет стоить тепловой насос?

Цены на тепловые насосы, как правило, высоки с учетом установки всей системы, однако для разных тепловых насосов стоимость будет различной.Типичный диапазон цен для полной установки составляет от 8000 фунтов стерлингов до 45000 фунтов стерлингов , с учетом эксплуатационных расходов. Стоимость теплового насоса «воздух-вода» обычно начинается от 7000 фунтов стерлингов и увеличивается до 18000 фунтов стерлингов, , в то время как затраты на тепловой насос наземного источника могут достигать фунтов стерлингов 45000 . Эксплуатационные расходы на тепловые насосы зависят от вашего домохозяйства, его изоляционных свойств и размера.

Эти эксплуатационные расходы обычно ниже, чем у предыдущих систем, разница лишь в том, с какой системы вы переходите.Например, если вы перейдете на с газа , это даст вам наименьших цифр экономии , в то время как обычный домашний переход с электричества может ежегодно сэкономить более £ 500 .

Самым важным аспектом при установке системы теплового насоса является то, что сделано безупречно . С определенными различиями в уровне выработки тепла и удельном времени работы теплового насоса ответственному установщику придется объяснить идеальные настройки.

7 Преимущества и недостатки тепловых насосов

Прежде чем принять решение о покупке системы теплового насоса, важно узнать о достоинствах и недостатках тепловых насосов . Существует множество преимуществ тепловых насосов, которые делают их отличными вложениями для домовладельцев, и одновременно с этим необходимо учитывать проблемы.

Преимущества

1. Снижение эксплуатационных расходов

Тепловые насосы дешевле в эксплуатации, чем системы, основанные на сжигании.Чем более энергоэффективны системы, тем больше экономия энергии в долгосрочной перспективе. Несмотря на то, что цены на геотермальные тепловые насосы могут доходить даже до 45000 фунтов стерлингов , эти экологически безопасные инвестиции могут помочь вам сэкономить до 1400 фунтов стерлингов в год.

2. Меньше обслуживания

Тепловые насосы требуют меньшего обслуживания, чем системы внутреннего отопления. Регулярно, раз в год, необходимо проверять некоторые детали системы, что легко может быть выполнено самостоятельно. С другой стороны, профессиональный установщик должен проверять каждые три или пять лет.

3. Безопасность

Тепловые насосы более безопасны, чем тепловые системы отопления.

4. Выбросы углерода

Система теплового насоса снижает выбросы углерода и имеет эффективный коэффициент преобразования энергии в тепло. Например, тепловые насосы с водяным источником достигают достаточно высокого КПД, близкого к 600% .

5. Обеспечьте охлаждение

В теплые периоды тепловые насосы могут обратить процесс вспять и, таким образом, действовать как блок переменного тока.Тепловые насосы воздух-воздух можно удобно переключать в режим охлаждения летом.

6. Длительный срок службы

Срок службы тепловых насосов относительно велик, до 50 лет , однако средний срок службы составляет где-то от 14 до 15 лет. Несмотря на эти цифры, они являются исключительно надежным и стабильным источником тепла.

7. Схема RHI

Правительство предоставляет два разных типа программ для помощи в установке систем возобновляемого тепла.Вы можете иметь право на получение оплаты по схеме поощрения за использование возобновляемых источников тепла для дома (RHI), которая адресована домовладельцам, социальным и частным домовладельцам, а также самозастроителям. С другой стороны, программа стимулирования использования возобновляемых источников тепла вне дома открыта для государственного сектора, такого как предприятия, организации и отрасли.

GreenMatch проиллюстрировал основные преимущества и недостатки тепловых насосов на следующем рисунке:

Недостатки

1. Высокая первоначальная стоимость

Тепловые насосы требуют больших первоначальных затрат, но, с другой стороны, их эксплуатационные расходы приводят к долгосрочной экономии на счетах за электроэнергию и приводят к сокращению выбросов углерода.

2. Сложно установить

Тепловые насосы довольно сложно установить, учитывая, что необходимо провести исследования, чтобы понять движение тепла, местную геологию, особенно для тепловых насосов с грунтовым источником, а также требования к отоплению и охлаждению для вашего дома.

3. Сомнительная устойчивость

Некоторые из используемых жидкостей для теплопередачи имеют сомнительную устойчивость и, таким образом, вызывают экологические проблемы, поэтому рекомендуется использовать биоразлагаемые жидкости.

4. Значительная работа

Процесс установки требует значительных усилий и нарушения вашего дома и сада. Подходящим примером может быть то, что проникновение необходимо делать через облицовку здания.

5. Холодная погода

Немногие тепловые насосы испытывают проблемы в холодных зонах, которые могут в конечном итоге повредить систему, поэтому невозможно достичь полной эффективности тепловых насосов в холодную погоду. Тем не менее, существуют возможности усовершенствованной системы теплового насоса, которая решает эту проблему.Всегда проверяйте коэффициент сезонной производительности (SPF) вашего теплового насоса.

6. Углеродно-нейтральный

Тепловые насосы для работы в значительной степени зависят от электричества, что подразумевает, что они никогда не будут полностью углеродно-нейтральными. Однако тепловые насосы в целом имеют высокий коэффициент полезного действия (COP), что означает, что они более эффективны, поскольку наружный воздух становится холоднее. Однако, поскольку тепловые насосы являются электрическими, они представляют собой , идеально подходящие для солнечных батарей . Это эффективная безуглеродная модель.В сочетании с солнечными батареями тепловые насосы могут привести к нулевому показателю чистой энергии.

7. Разрешения на планирование

Особые разрешения на планирование требуются в Уэльс и Северная Ирландия , а в Англия и Шотландия , это зависит от вашего местоположения и размера вашей собственности.

Стоят ли тепловые насосы?

Преимущества тепловых насосов

ясно показывают, что они представляют собой разумное вложение в долгосрочную перспективу .Учитывая, что эксплуатационные расходы приносят экономии на ваших счетах за электроэнергию, поскольку механизм, стоящий за ним, просто перемещает тепло из одного помещения в другое, а не производит его, а правительство помогает вам в переходе к решению по зеленой энергии тепловые насосы абсолютно стоят . Вы можете подумать о больших первоначальных затратах, но в то же время вам нужно увидеть более широкую картину. Солнечные батареи плюс тепловые насосы — это путь к нулевой чистой энергии.

Существуют разные типы тепловых насосов, каждый со своим уникальным механизмом.Торговые марки тепловых насосов обладают разнообразными функциями, и их единственная цель — облегчить вам жизнь.

Получите бесплатные расценки на тепловые насосы!

Если вас интересуют наземные или воздушные тепловые насосы или вы не уверены, какой вариант лучше для вас, мы здесь, чтобы помочь ! Сообщите нам о своих потребностях и предпочтениях, заполнив контактную форму вверху этой страницы. Мы свяжемся с вами, чтобы задать дополнительные вопросы и свяжем вас с нашими квалифицированными поставщиками .Вы получите до 4 предложений бесплатно и без обязательств !

Написано Аттила Тамас Векони Менеджер UX Аттила — UX-менеджер в GreenMatch. Он имеет степень в области международного бизнеса с четырехлетним опытом координации в области маркетинга, взаимодействия с пользователем и создания контента. Аттила любит писать о солнечной энергии, технологиях отопления, защите окружающей среды и экологичности.Статьи его и его команды появлялись на таких известных сайтах, как The Conversation, Earth911, EcoWatch и Gizmodo.

Воздушные тепловые насосы | Министерство энергетики

Каждый тепловой насос для жилых помещений, продаваемый в этой стране, имеет этикетку EnergyGuide, на которой указаны показатели эффективности нагрева и охлаждения теплового насоса в сравнении с другими доступными марками и моделями.

Эффективность отопления для электрических тепловых насосов с воздушным потоком указывается коэффициентом производительности отопительного сезона (HSPF), который представляет собой общее количество тепла, необходимое в течение отопительного сезона, выраженное в британских тепловых единицах, деленное на общую электрическую энергию, потребляемую тепловым насосом. система в течение одного сезона, выраженная в ватт-часах.

Эффективность охлаждения указывается сезонным коэффициентом энергоэффективности (SEER), который представляет собой общее количество тепла, удаляемого из кондиционируемого помещения в течение годового сезона охлаждения, выраженное в британских тепловых единицах, деленное на общую электрическую энергию, потребляемую тепловым насосом в течение того же периода. сезон, выраженный в ватт-часах.

HSPF оценивает как эффективность компрессора, так и элементы электрического сопротивления.

SEER оценивает эффективность охлаждения теплового насоса. В общем, чем выше SEER, тем выше стоимость.Однако экономия энергии может вернуть более высокие первоначальные вложения в несколько раз в течение срока службы теплового насоса. Новый центральный тепловой насос, заменяющий старый агрегат, будет потреблять гораздо меньше энергии, что существенно снизит расходы на кондиционирование воздуха.

Чтобы выбрать электрический тепловой насос с воздушным источником, обратите внимание на этикетку ENERGY STAR®. В более теплом климате SEER более важен, чем HSPF. В более холодном климате сосредоточьтесь на получении максимально возможного HSPF.

Вот некоторые другие факторы, которые следует учитывать при выборе и установке тепловых насосов с воздушным источником:

• Выберите тепловой насос с функцией управления размораживанием по запросу.Это сведет к минимуму циклы оттаивания, тем самым уменьшив потребление дополнительной энергии и энергии теплового насоса.
• Вентиляторы и компрессоры шумят. Разместите наружный блок подальше от окон и соседних зданий и выберите тепловой насос с уровнем шума снаружи 7,6 бел или ниже. Вы также можете уменьшить этот шум, установив устройство на шумопоглощающую основу.
• Расположение наружного блока может повлиять на его эффективность. Наружные блоки должны быть защищены от сильного ветра, который может вызвать проблемы с размораживанием.Вы можете стратегически разместить куст или забор с наветренной стороны катушек, чтобы защитить устройство от сильного ветра.