Простая схема и работа тепловых насосов Расширьте свои знания о тепловых насосах

1. Работа теплового насоса

1.1 Выпаривание (испаритель)

1.2 Компрессия (компрессор)

1.3 Конденсационный (конденсатор)

1.4 Расширение (расширительный клапан)

2. Воздушные тепловые насосы

2.1 Схема теплового насоса воздух-воздух

2.2 Схема теплового насоса воздух-вода

2.3 Как работает тепловой насос воздух-вода?

3. Схема геотермального теплового насоса

4. Схема теплового насоса вода-вода

5. Сравнение различных тепловых насосов

Тепловые насосы – это экологичное решение.Мы можем использовать тепловые насосы для эффективного и экономичного обогрева или охлаждения домов.Они используют бесплатные источники энергии, такие как вода, воздух и почва, и потребляют небольшое количество электроэнергии для нагрева или охлаждения.Прежде чем выбрать тепловой насос, возможно, необходимо понять, как он работает.Мы можем сделать это, обратившись к диаграмме теплового насоса и его термодинамическому циклу.

1. Работа теплового насоса

Работа теплового насоса основана на термодинамическом цикле.В холодных погодных условиях тепловой насос работает в режиме обогрева, извлекая тепло из воздуха, воды или земли и проходя через испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан для обеспечения отопления, горячего водоснабжения, подогрева пола и т. д.

В жарких погодных условиях тепловой насос работает в режиме охлаждения, работая наоборот.Тепловой насос извлекает тепловую энергию из воздуха внутри дома.Хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное, затем обратно в жидкое и, наконец, в газообразное благодаря различным функциям испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного клапана.Наконец, он передает тепло наружному воздуху для охлаждения дома.

Режимы нагрева и охлаждения теплового насоса повторяются.

В режиме обогрева все тепловые насосы проходят следующие этапы и реализуют функцию обогрева с помощью следующих компонентов:

1.1 Испарение (испаритель)

1.2 Сжатие (компрессор)

1.3 Конденсация (конденсатор)

1.4 Расширение (расширительный клапан)

Ниже приведена разбивка основных этапов работы.

1.1 Испарение (испаритель)

Во-первых, фаза испарения начинается с того, что жидкий хладагент в испарителе поглощает тепло из внешнего окружающего воздуха.Затем хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное состояние с низкой температурой и низким давлением.

1.2 Сжатие (компрессор)

Стадия сжатия начинается, когда компрессор всасывает низкотемпературный газообразный хладагент под низким давлением.Компрессор потребляет небольшое количество электроэнергии для выполнения работы и преобразует низкотемпературный газ низкого давления в высокотемпературный газ высокого давления.

1.3 Конденсация (конденсатор)

На стадии конденсации нагретый газообразный хладагент высокой температуры и высокого давления проходит через конденсатор теплового насоса и передает свое тепло воде в контуре отопления.Затем он снова становится жидким.

1.4 Расширение (расширительный клапан)

Во время фазы расширения жидкий хладагент проходит через расширительный клапан теплового насоса, чтобы снизить давление и температуру хладагента до тех пор, пока он не испарится в низкотемпературный влажный пар низкого давления (газожидкостная смесь), который затем возвращается в испаритель. .

Затем хладагент возобновляет свой термодинамический цикл.

Следует добавить, что реверсивный тепловой насос по-другому работает летом в режиме охлаждения.Это оборудование поглощает тепло в помещении, а затем выбрасывает его наружу, чтобы понизить температуру в помещении.

Пожалуйста, обратитесь к схеме теплового насоса, чтобы ознакомиться с работой.

На этой диаграмме показано, как тепловой насос работает.

2. Воздушный тепловой насос (ASHP)

Воздушный тепловой насос (ASHP) Один теплообменник с оребрением находится снаружи здания.Через него вентилятор нагнетает воздух, а другой теплообменник используется для нагрева воздуха внутри здания или нагрева воды через радиаторы или теплый пол, отдавая тепло зданию.

В режиме охлаждения ASHP извлекают тепло из помещения через внутренний теплообменник и отдают его в окружающий воздух через внешний теплообменник.

Вот схемы циклов нагрева и охлаждения ASHP с подробным описанием различных компонентов и процессов цикла.

2.1 Схема теплового насоса воздух-воздух

Тепловые насосы типа «воздух-воздух» нагревают помещение, поглощая тепло из наружного воздуха и в конечном итоге передавая его в помещение через фанкойл.И наоборот, тепловые насосы типа «воздух-воздух» поглощают тепло из помещения и передают его наружу для охлаждения.Однако тепловые насосы типа «воздух-воздух» не выполняют функции горячего водоснабжения.Вам нужно добавить блок горячей воды, чтобы компенсировать это.

2.2 Схема тепловой насос воздух-вода

Как и тепловой насос «воздух-воздух», тепловой насос «воздух-вода» также извлекает тепло из наружного воздуха.Затем он передает это тепло в гидравлический контур отопления дома, такой как радиатор, отопление горячей водой или горячее водоснабжение.

2.3 Как работает тепловой насос воздух-вода?

Тепловые насосы типа «воздух-вода» используют для работы воздух и хладагент.В частности, тепловой насос «воздух-вода» извлекает энергию из воздуха.Хладагент передает энергию через термодинамический цикл четырех основных компонентов теплового насоса (испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан).

Чтобы лучше понять принцип его работы, посмотрите принципиальную схему теплового насоса воздух-вода.

Как показано на схеме, воздух, вдыхаемый наружным блоком, передает свое тепло хладагенту, который после прохождения через испаритель преобразуется в газ.Затем он будет отправлен в компрессор, который повышает давление и температуру хладагента после работы.Полностью нагретый хладагент будет передавать свое тепло воде в контуре обогрева конденсатора.Затем он потеряет тепло и снова станет жидким.Наконец, он пройдет через расширительный клапан, снизив его давление и снова захватив тепло воздуха, распределяя тепло через геотермальное отопление, радиаторы или фанкойлы.

Стоит отметить, что в моноблочных тепловых насосах четыре стадии термодинамического цикла хладагента осуществляются в одном отсеке.Напротив, сплит-тепловой насос включает в себя наружный и внутренний блоки.

3. Схема геотермальный тепловой насос

Принципы работы воздушных и геотермальных тепловых насосов в целом одинаковы.Разница между тепловыми насосами воздух-воздух, вода-вода, земля-воздух и земля-вода заключается в том, как они используют энергию для нагрева хладагента и распределения тепла в помещении.

Геотермальный тепловой насос ('GSHP') или геотермальный тепловой насос - это система отопления / охлаждения дома, использующая относительно постоянную температуру Земли в течение сезона с помощью теплового насоса для передачи тепла в землю или из нее.Геотермальные тепловые насосы (GSHP) являются одной из наиболее энергоэффективных технологий для отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и нагрева воды, поскольку они потребляют гораздо меньше энергии, чем сжигание топлива или использование резистивных электрических нагревателей.

Эффективность GSHP представляет собой коэффициент полезного действия (CoP), обычно в диапазоне 3-6, что означает, что оборудование обеспечивает 3-6 джоулей тепла на каждый джоуль электричества.

ГШП извлекает тепло, содержащееся в грунте, через специальный датчик (горизонтальный, вертикальный или подземный).Захваченная энергия нагревает жидкий теплоноситель, который проходит через испаритель, компрессор, конденсатор и расширительный клапан, нагревая внутренний пол помещения или радиаторы.

4. Схема теплового насоса вода-вода

Тепловой насос типа «вода-вода» может получать тепло от озера, реки или грунтовых вод для нагрева хладагента, который затем используется для обогрева дома или производства горячей воды для бытовых нужд в соответствии с его термодинамическим циклом.Система включает в себя колодец подачи и колодец возврата для достижения функции нагрева/охлаждения.Тепловой насос извлекает грунтовые воды из питающей скважины.Охлажденные подземные воды возвращаются в землю через возвратный колодец.

5. Сравнение различных тепловых насосов

В этой части я собираюсь сравнить различные тепловые насосы, проиллюстрировав их соответствующие преимущества и недостатки, срок службы.

Тип теплового насоса	Преимущества	Недостатки	Продолжительность жизни
Тепловой насос воздух-воздух	Доступен обогрев и охлаждение	Перенос пыли, содержащейся в воздухе	Вплоть до 20 годы
	Низкие затраты на установку
	Высокоэффективный, с (SCOP), достигающим 3,0-4,0	Температура наружного воздуха влияет на производительность теплового насоса.
	Тихий шум
	Экологически чистый
Тепловой насос воздух-вода	Снижение затрат на электроэнергию и техническое обслуживание	Высокая стоимость установки
	Зеленые решения для отопления	Эксплуатационные расходы выше, чем у котла
	Работаем круглый год	Снижение эффективности в зимнее время.
	Долгий срок службы	Может потребоваться новый радиатор или теплый пол
	Соблюдайте план RHI
Геотермальный тепловой насос	Значительная экономия затрат на отопление и охлаждение	Высокие первоначальные затраты на установку	Больше, чем 20 годы
	Экологичный	Может потребоваться серьезное изменение ландшафта
	Работа в большинстве климатических условий	Открытая система может загрязнять грунтовые воды
Тепловой насос источника воды	Энергосберегающий и экологически чистый	Разрешение на установку водяных тепловых насосов	15-20 годы
	Совместимость с другими системами отопления	Живите ближе к устойчивому источнику воды
	Удобный монтаж и низкая стоимость обслуживания.	Сложная установка
	Гибкое приложение и удобная настройка.	Более высокая начальная стоимость

Вообще говоря, воздушные тепловые насосы относительно дешевле и проще в установке в краткосрочной перспективе.

Из всех типов геотермальные тепловые насосы имеют самые высокие первоначальные затраты.Поскольку установка требует бурения и выемки больших участков земли или канав, она сильно разрушает почву.Однако в долгосрочной перспективе они все же могут сэкономить деньги.

Водяные тепловые насосы дороги в установке, но имеют высокую окупаемость в долгосрочной перспективе.Они относительно проще и дешевле в установке по сравнению с геотермальными тепловыми насосами.Однако они требуют высокого качества и достаточного количества воды поблизости.Чистая вода лучше, особенно если вы устанавливаете систему с открытым контуром.

После краткого сравнения у вас может сложиться общее представление о трех типах тепловых насосов.Если у вас есть какие-либо вопросы о тепловых насосах, пожалуйста, связаться с нами напрямую по электронной почте: inquiry@sprsunheatpump.com или следуйте за нами на фейсбук, твиттер, связанный.Следите за обновлениями!