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

1. Работа теплового насоса

1.1 Испарение (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 водоводяного теплового насоса

5. Сравнение различных тепловых насосов

Тепловые насосы – экологически чистое решение.Мы можем использовать тепловые насосы для эффективного и экономичного обогрева или охлаждения домов.Они используют свободные 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 жаркую погоду тепловой насос находится в режиме охлаждения, работая в противоположном направлении.Тепловой насос извлекает тепловую энергию из воздуха внутри дома.Хладагент переходит из жидкого состояния в газообразное, затем обратно в жидкое и, наконец, в газообразное состояние посредством различных функций испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного клапана.Наконец, он передает тепло наружному воздуху для охлаждения дома.

Режим нагрева и режим 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 приведены основные этапы работы.

1.1 Испарение (испаритель)

Во-первых, фаза испарения начинается с того, что жидкий хладагент в испарителе поглощает тепло из наружного 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 Конденсат (Конденсатор)

На стадии конденсации нагретый газообразный хладагент, работающий при высокой температуре и высоком давлении, 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 с низким давлением (газожидкостная смесь), который затем возвращается в испаритель. .

Затем хладагент возобновляет свой термодинамический цикл.

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

Пожалуйста, обратитесь к схеме теплового насоса, чтобы узнать, как он работает.

Эта диаграмма показывает, как тепловой насос работает.

2. Воздушный тепловой насос (ВТН)

Воздушный тепловой насос (ASHP) Один теплообменник, оснащенный ребрами, находится снаружи здания.Вентилятор нагнетает воздух через него, а другой теплообменник используется для нагрева воздуха внутри здания или нагрева воды через радиаторы или подогрев пола, отдавая тепло в здание.

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

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

2.1 Схема теплового насоса воздух-воздух

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

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, например, в радиатор, систему горячего водоснабжения 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 посредством термодинамического цикла четырех основных компонентов теплового насоса (испарителя, компрессора, конденсатора и расширительного клапана).

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 после работы повышает давление и температуру хладагента.Полностью нагретый хладагент передаст свое тепло воде в контуре нагрева конденсатора.Затем он потеряет тепло и снова станет жидким.Наконец, он пройдет через расширительный клапан, снизив свое давление и снова улавливая тепло из 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 зависимости от сезона за счет использования теплового насоса для передачи тепла в землю или из нее.Геотермальные тепловые насосы (GSHP) являются одной из наиболее энергоэффективных технологий отопления, вентиляции, кондиционирования воздуха и нагрева воды, поскольку они потребляют гораздо меньше энергии, чем сжигание топлива или использование резистивных электронагревателей.

Эффективность GSHP определяется коэффициентом полезного действия (CoP), обычно в диапазоне 3–6, что означает, что оборудование обеспечивает 3–6 джоулей тепла на каждый джоуль электроэнергии.

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

4. Схема теплового насоса вода-вода

Тепловой насос «вода-вода» может брать тепло из озера, реки или грунтовых вод для нагрева хладагента, который затем используется для отопления дома или производства горячей воды в соответствии с его термодинамическим циклом.Система включает в себя подающую и возвратную скважину для реализации функции обогрева/охлаждения.Тепловой насос извлекает грунтовые воды из питающей скважины.Остывшие грунтовые воды стекают обратно в землю через возвратный колодец.

5. Сравнение различных тепловых насосов

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

Вообще говоря, воздушные тепловые насосы относительно дешевле и их легче установить в краткосрочной перспективе.

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

Тепловые насосы с источником воды стоят дорого в установке, но имеют высокую окупаемость в долгосрочной перспективе.Их относительно проще и дешевле устанавливать 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 вы сможете получить общее представление о трех типах тепловых насосов.Если у вас есть вопросы по тепловым насосам, пожалуйста, связаться с нами напрямую по электронной почте: inquiry@sprsunheatpump.com или подписывайтесь на нас Фейсбук, Твиттер, LinkedIn.Следите за обновлениями!