Как работет тепловой насос

ALTAL тепловые насосы, инвертор постоянного тока, функция EVI

Что такое тепловой насос и как он работает?

Заметка об управлении энергопотреблением в доме

Тепловые насосы — это очень эффективные системы отопления и охлаждения, которые могут значительно снизить ваши затраты на электроэнергию. Думая о доме как о системе, рекомендуется свести к минимуму потери тепла в вашем доме в таких областях, как утечки воздуха (через щели, отверстия), стены, потолки, окна и двери с плохой изоляцией.
Решение этих проблем в первую очередь может позволить вам использовать тепловой насос меньшего размера, снизить стоимость оборудования теплового насоса и повысить эффективность работы вашей системы.
Ряд публикаций, объясняющих, как это сделать, доступен на сайте ALTAl или в глобальной сети Интернет.

Основные понятия

Тепловые насосы — это проверенная технология, которая десятилетиями используется во всем мире для эффективного отопления, охлаждения и, в некоторых случаях, горячего водоснабжения. На самом деле, с технологией теплового насоса можно ежедневно взаимодействовать: холодильники и кондиционеры работают по одним и тем же принципам и технологиям. В этом разделе представлены основы работы теплового насоса и различные типы систем.

Почему тепловой насос?

Тепловой насос как современная система

Если вы изучаете варианты обогрева и охлаждения вашего дома или сокращения счетов за электроэнергию, вы можете рассмотреть возможность использования системы теплового насоса. Тепловые насосы — это проверенная и надежная технология, способная обеспечить круглогодичный контроль комфорта в вашем доме, обеспечивая тепло зимой, охлаждение летом и, в некоторых случаях, нагрев горячей воды для вашего дома.

Тепловые насосы могут быть отличным выбором для различных применений, как для новых домов, так и для модернизации существующих систем отопления и охлаждения. Их также можно использовать при замене существующих систем кондиционирования воздуха, поскольку дополнительные затраты на переход от системы, работающей только на охлаждение, к тепловому насосу часто довольно низки. Учитывая множество различных типов и вариантов систем, часто бывает трудно определить, является ли тепловой насос правильным выбором для вашего дома.

Преимущества тепловых насосов

Эффективность

По сравнению с другими системами отопления и охлаждения тепловые насосы более эффективны. Они потребляют меньше энергии и топлива для обогрева/охлаждения вашего дома, а некоторые водяные насосы имеют коэффициент полезного действия до 600%. Они также имеют долгий срок службы до 50 лет.

Три функции

Преимущество инвестиций в тепловой насос заключается в том, что он предназначен для распределения тепла и охлаждения, а также горячего водоснабжения в домах. Это может помочь вам сэкономить деньги за счет снижения затрат, связанных с установкой двух разных систем. Кроме того, он занимает меньше места, поскольку представляет собой единую систему с тремя функциями.

Сокращение выбросов

Одним из основных преимуществ теплового насоса является его экологичность. Поскольку для работы теплового насоса не используются ископаемые виды топлива, в воздух не выбрасываются вредные пары. Сокращение выбросов углерода помогает окружающей среде. Это также помогает домашним пользователям ежегодно экономить деньги.

Минимальное обслуживание

Тепловые насосы не требуют особого ухода. Низкие эксплуатационные расходы, необходимые для теплового насоса, являются преимуществом для домовладельцев, которые ищут способы сэкономить деньги на дорогостоящих проектах ремонта дома.
Это помогает сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

Тепловые насосы типа «воздух-вода» ALTAL

Тепловые насосы с источником воздуха

Воздушные тепловые насосы используют наружный воздух в качестве источника тепла в режиме обогрева и в качестве поглотителя для рассеивания энергии в режиме охлаждения. Эти типы систем обычно можно разделить на две категории:
Мини-сплит: внутри дома расположен один внутренний блок, обслуживаемый одним наружным блоком. В наружном блоке компрессор, воздушный теплообменник, остальные комплектующие. Во внутреннем блоке установлены только водяной теплообменник и циркуляционный насос. Этот вид нагрева может работать до температуры окружающей среды -15°...-20°, если используется технология DC Inverter и EVI (впрыск пара).

Мини-сплит: один внутренний блок расположен внутри дома, обслуживаемый одним наружным блоком. В наружном блоке компрессор, воздушный теплообменник, остальные комплектующие. Во внутреннем блоке установлены только водяной теплообменник и циркуляционный насос. Этот тип нагрева может работать до температуры окружающей среды -15°С...-20°С, если используется инвертор постоянного тока и технология EVI (впрыск пара). Мини-сплит-тепловые насосы типа «воздух-вода» используют воду в качестве теплоносителя для отопления, охлаждения и подготовки горячей воды для бытовых нужд.
Full-Split: один внутренний блок расположен внутри дома, обслуживаемый одним наружным блоком. В наружном блоке только теплообменник и вентилятор. Компрессор, воздушный теплообменник, остальные компоненты установлены во внутреннем блоке. Этот тип тепла может работать до температуры окружающей среды - 25°C, если используется инвертор постоянного тока и технология EVI (впрыск пара). Мини-сплит-тепловые насосы типа «воздух-вода» используют воду в качестве теплоносителя для отопления, охлаждения и подготовки горячей воды для бытовых нужд. Из серии тепловых насосов типа «воздух-вода» они наиболее эффективны, у них высокий экономический/энергетический КПД.
Мульти-сплит: несколько внутренних блоков расположены в доме и обслуживаются одним наружным блоком. В наружном блоке компрессор, воздушный теплообменник, остальные комплектующие. Во внутреннем блоке установлены только конвекционные клапаны с фреоновым теплоносителем. Эти тепловые насосы типа «воздух-вода» используют только конвекционный нагрев/охлаждение. Обладает самой низкой экономической/энергетической эффективностью. Они могут работать при температуре окружающей среды не более -20°C.

Односкоростные тепловые насосы с регулируемой скоростью

Особое значение при рассмотрении эффективности имеет роль новых моделей компрессоров в улучшении сезонных характеристик.

Как правило, агрегаты, работающие с предписанным минимумом SEER и HSPF, характеризуются односкоростными тепловыми насосами. В настоящее время доступны воздушные тепловые насосы с переменной скоростью, которые предназначены для изменения производительности системы, чтобы лучше удовлетворить потребности дома в отоплении / охлаждении в данный момент времени. Это помогает поддерживать максимальную эффективность в любое время, в том числе в более мягких условиях, когда потребность в системе ниже.
Совсем недавно на рынке были представлены тепловые насосы с воздушным источником, которые лучше приспособлены для работы в холодном климате Европы и СНГ благодаря технологии EVI (пароинжекции). Эти системы, часто называемые тепловыми насосами для холодного климата, сочетают в себе конструкцию компрессоров переменной производительности и улучшенные средства управления теплообменником, чтобы максимизировать теплопроизводительность при более низких температурах воздуха, сохраняя при этом высокую эффективность в более мягких условиях. Эти типы систем обычно имеют более высокие значения эффективности SEER и HSPF, при этом некоторые системы достигают SEER до 42, а HSPF приближаются к 13.

Основные преимущества воздушных тепловых насосов
Установка воздушного теплового насоса может обеспечить ряд преимуществ. В этом разделе рассматривается, как воздушные тепловые насосы могут помочь снизить энергопотребление вашего дома.
• Эффективность
Основным преимуществом использования воздушного теплового насоса является высокая эффективность, которую он может предложить при отоплении по сравнению с типичными системами, такими как газовые котлы, котлы на дровах и пеллетах, электрические котлы. При 7°С коэффициент полезного действия (КПД) тепловых насосов с воздушным источником обычно колеблется в пределах от 2,0 до 5,4. Это означает, что для агрегатов с КПД 5, 5 киловатт-часов (кВт-ч) тепла передается на каждый киловатт-час электроэнергии, подведенной к тепловому насосу. По мере снижения температуры наружного воздуха КПД ниже, так как тепловой насос должен работать при более высокой разнице температур между внутренним и наружным пространством. При -8°С КПД может колебаться от 1,1 до 3,7.
Сезонный коэффициент теплопроизводительности (HSPF) представленных на рынке агрегатов может варьироваться от 7,1 до 13,2. Фактическая экономия во многом зависит от места установки теплового насоса.
• Экономия энергии
Более высокий КПД теплового насоса можно объяснить значительным снижением энергопотребления. Фактическая экономия в вашем доме будет зависеть от ряда факторов, включая местный климат, текущую эффективность системы, размер и тип теплового насоса, а также стратегию управления. Многие онлайн-компьютеры доступны для быстрой оценки того, сколько энергии вы можете ожидать для своего приложения.

Тепловые насосы типа «земля-вода» ALTAL

Геотермальные тепловые насосы

Наземные тепловые насосы используют землю или подземные воды в качестве источника тепловой энергии в режиме нагрева и охлаждения. Грунтовые тепловые насосы являются наиболее эффективными. Эти типы систем содержат два ключевых компонента:
• Грунтовый теплообменник:
Это теплообменник (геотермальные скважины в скважинах или грунтовые воды, озера), используемый для преобразования или удаления энергии. термальная земля или земля. Возможны различные конфигурации теплообменника.
• Тепловой насос:
Вместо воздуха в тепловых насосах типа «земля-вода» в качестве источника (при обогреве) или стока (при охлаждении) используется жидкость, протекающая через грунтовый теплообменник.
Со стороны здания возможны как воздушные, так и гидравлические (водяные) системы. Рабочие температуры со стороны здания очень важны для гидравлических систем. Тепловые насосы работают более эффективно при нагреве до более низких температур от 35 до 50 °C, что делает их более подходящими для теплых полов (теплых полов), которые являются наиболее эффективными, или для систем фанкойлов, которые являются более эффективными. неэффективный. Следует соблюдать осторожность при рассмотрении возможности их использования с высокотемпературными радиаторами, для которых требуется температура воды выше 60°C, поскольку эти температуры обычно превышают пределы для большинства бытовых тепловых насосов.

В зависимости от того, как взаимодействуют тепловой насос и грунтовый теплообменник, возможны две различные классификации систем:
• Вторичный контур: в грунтовом теплообменнике используется жидкость (грунтовые воды или антифриз). Тепло, передаваемое от земли к жидкости, передается тепловому насосу через теплообменник.
• Прямое расширение (DX): хладагент используется в качестве жидкости в грунтовом теплообменнике. Тепло, извлекаемое хладагентом из земли, используется непосредственно тепловым насосом — дополнительный теплообменник не требуется.
В этих системах грунтовый теплообменник является частью самого теплового насоса, выполняя функции испарителя в режиме нагрева и конденсатора в режиме охлаждения.

Грунтовые тепловые насосы могут удовлетворить ряд требований к комфорту в вашем доме, в том числе:

Только отопление: тепловой насос используется только для отопления. Это может включать как отопление помещений, так и производство горячей воды.
Обогрев «Активное охлаждение»: тепловой насос используется как для обогрева, так и для охлаждения.
Нагрев «пассивное охлаждение»: тепловой насос используется для обогрева и останавливается для охлаждения в холодильном контуре. При охлаждении строительная жидкость охлаждается непосредственно в напольном теплообменнике.

Основные преимущества наземных систем тепловых насосов

• Эффективность
В случае, если температура окружающего воздуха может упасть ниже -30 ° C, наземные системы могут работать более эффективно, поскольку они используют более теплые и стабильные температуры грунта (от + 8 ° C до + 17 ° C в наших регионах). Типичные температуры воды, поступающей в грунтовой тепловой насос, обычно выше + 5 ° C, что обеспечивает COP около 4 для большинства систем в холодные зимние месяцы.
• Экономия энергии
Системы первого этажа существенно снизят ваши расходы на отопление и охлаждение. Экономия энергии на отопление по сравнению с электрическими, газовыми и пеллетными печами составляет около 65%.
В среднем хорошо спроектированная геотермальная система сэкономит примерно на 20-30% больше, чем лучший в своем классе тепловой насос с холодным кондиционированием воздуха, рассчитанный на покрытие большей части задач по обогреву здания. Это связано с тем, что зимой температура под землей выше, чем температура воздуха. В результате геотермальный тепловой насос может обеспечить зимой больше тепла, чем воздушный тепловой насос.
Фактическая экономия энергии будет варьироваться в зависимости от местного климата, эффективности существующей системы отопления, затрат на топливо и электроэнергию, размера установленного теплового насоса, конфигурации бурового поля и сезонного энергетического баланса, а также производительности КПД теплового насоса. условия рейтинга.