Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2021-01-14 Происхождение:Работает
Будучи максимально кратким, он откачивает тепло.Вот и все!
Понятие «насос» является неполным без понятия «против самопроизвольного потока».В организме имеются ионные насосы, которые служат для транспортировки определенного иона против градиента его концентрации.Возможно, вы видели водяной насос, качающий воду против силы тяжести.Итак, происходит транспорт из области низкой концентрации в область высокой концентрации.То же самое относится и к тепловому насосу.Здесь у нас есть «источник тепла» для «области низкой концентрации» и «отвод тепла» для «области высокой концентрации».
Да.Вы правильно поняли.Концентрация, высокая или низкая, здесь не имеет значения.Реальная разница заключается между природными и энергетическими маршрутами.Поток или транспорт, который в противном случае не произошел бы.
Определение теплового насоса стало намного проще.Любое устройство, которое передает тепловой поток от источника тепла к радиатору, является тепловым насосом.А Тепловой насос Речь идет больше о механизме и применении упомянутого выше принципа, чем о самом устройстве, потому что вы будете наблюдать это применение в различных регионах вокруг вас.
Большинство людей могут подумать, что это недавнее изобретение.На самом деле это подвиг 19 века.Не такой уж и новый!
Роберт Вебер, американский изобретатель, изобрел тепловой насос.Он применил этот принцип к своей морозильной камере в качестве источника тепла и к галлону воды в качестве теплоотвода.Они стали популярными, когда цены на топливо выросли еще в 1970-х годах.
Тепло можно извлекать из-под земли, из грунтовых вод или из воздуха.Для этого необходима идеально спроектированная система.
Существуют различные виды тепловых насосов.Обо всех из них мы поговорим немного позже, но наиболее распространенным из них является тепловой насос с воздушным источником.
Тепло передается от наружного воздуха в помещение с помощью хладагента.Это ваш кондиционер работает наоборот.Многие кондиционеры имеют возможность преобразования в тепловой насос.Так обстоит дело и с холодильниками.
Когда температура поверхности ниже нуля, температура земли намного выше.Например, в холодный зимний день на глубине 10 футов, когда температура воздуха составляет 30 F, температура земли будет 50 F. Эксперты говорят, что температура Земли остается постоянной на глубине от 20 до 30 футов под землей (где-то между от 60 до 65 С).Трубопроводы можно проложить под землей, чтобы отводить тепло на поверхность.Это можно сделать двумя способами:
Трубопровод с замкнутым контуром: одна и та же вода циркулирует снова и снова.
Трубопровод с открытым контуром: отводит воду и направляет ее обратно в землю.
Горячая вода из земли поступает в теплообменник, а тепловой насос распространяет тепло по помещению.
Большее преимущество имеют те, кто живет вблизи озер или прудов.Тепло можно отводить через воду с помощью замкнутой системы труб.Под воду опускается труба замкнутого цикла.Циркуляция воды доставляет горячую воду вверх.Многие используют хладагент для повышения эффективности.Этот тепловой насос очень редок из-за своей стоимости и сложности процесса.
Процесс довольно простой, но тем не менее, большинство людей находит его запутанным.Это несложно, если понимать непредвзято.
Во-первых, я расскажу о холодильниках.
Принцип работы холодильников и тепловых насосов одинаков.В холодильнике холодный жидкий хладагент проходит через испаритель внутри холодильной камеры.Он забирает тепло из воздуха внутри и превращается в газ.Затем газ сжимается.Его объем уменьшается, а температура увеличивается.Затем газ проходит через конденсатор, где мощный вентилятор отводит все тепло.Конденсатор — это просто черная катушка сзади.Если вы стоите перед работающим кондиционером, из него может выйти горячий воздух.Но в холодильнике нет вентилятора, потому что охлаждаемое место мало.Когда газ конденсируется, его температура снижается.Жидкость еще горячая.Итак, он проходит через расширительный клапан, имеющий небольшое игольчатое отверстие.Хладагент под давлением выталкивается из этого отверстия и расширяется.Расширение приводит к падению температуры ниже нуля.
Не путайте змеевик конденсатора и змеевик испарителя.В тепловом насосе конденсация происходит внутри помещения, поэтому мы называем его конденсатором.В кондиционере испарение происходит внутри помещения, поэтому мы называем его испарителем.Фактически они являются частью системы теплового насоса, выполняя отдельные функции.
Тепловые насосы
Как и в холодильнике, тепловой насос имеет два змеевика.Оба полые и изготовлены из меди.Змеевик испарителя поглощает тепло из окружающей среды, в результате чего хладагент нагревается и превращается в газ.Тот же вентилятор используется для обдува испарителя воздухом.Температура кипения хладагента настолько низка, что он поглощает тепло даже от холодного воздуха.Затем газ сжимается, что приводит к значительному повышению его температуры.Горячая жидкость затем проходит через змеевик конденсатора внутри помещения.Здесь происходит теплообмен.Газообразный хладагент конденсируется, превращаясь в жидкость.Затем жидкость проходит через расширительный клапан, превращаясь в пар.Это увеличивает площадь поверхности жидкости.Он проходит через испаритель и становится полностью газообразным, поглощая тепло окружающей среды.Хладагент должен быть полностью газообразным, когда он достигает компрессора.Этот процесс повторяется до тех пор, пока температура воздуха в помещении не достигнет той же температуры, что и хладагент.
При установке теплового насоса в доме или на работе в промышленных целях учтите следующее.
Убедитесь, какой тип теплового насоса вам нужен.Некоторые из них обратимы при охлаждении.Они дороже.
При использовании реверсивного теплового насоса необходимо принять меры для его переключения на систему охлаждения.Вентиляционное отверстие для кондиционеров находится над средней стеной.
Медь считается лучшей благодаря своей надежности.Это хороший проводник, поэтому он является оптимальным выбором для грунтовых или водяных тепловых насосов.Но медь не следует использовать при соединении наружного блока с внутренним.Вместо этого на рынке доступны некоторые изоляционные материалы.
Теперь, когда вы поняли принцип его работы, давайте упростим работу теплового насоса.Уменьшение разницы температур между радиатором и источником тепла может повысить эффективность теплового насоса.Для этого установите тепловой насос в более теплое место.Если вы живете в холодном регионе, мы настоятельно рекомендуем вам выбрать низкотемпературный инверторный тепловой насос постоянного тока EVI, который способен эффективно и стабильно работать при низкой температуре.
Некоторые системы тепловых насосов могут быть шумными или через некоторое время стать громкими.Поэтому было бы полезно, если бы вы не размещали их возле окон.Ставить их на пол может быть опасно из-за линий подачи.Крыша была бы идеальным местом, но стоимость труб возрастет.
Пост-заявление: Взвесьте свои приоритеты.Переход в более теплую среду может стоить вам риска получить шок или посторонний шум.
Тепловые насосы не сжигают топливо и не работают исключительно за счет преобразования электроэнергии в тепло.Благодаря этому сокращаются теплопотери и экономится электроэнергия.Ниже приведены некоторые основные компоненты теплового насоса, которые собраны вместе, чтобы минимизировать потери энергии и максимизировать эффективность процесса.
Название объясняет назначение этого компонента.В сплит-системе конденсатором является змеевик, находящийся внутри помещения.Через этот змеевик проходит горячий газ под давлением, отдавая свое тепло.Хладагент конденсируется и выходит наружу в испарителе.
Он действует прямо противоположно конденсатору.Он устанавливается во наружном блоке сплит-теплового насоса.Но в кондиционере этот компонент называется конденсатором, потому что теперь в этой части происходит конденсация.Перед ним установлен вентилятор для увеличения потока воздуха над ним.Это способствует лучшему извлечению тепла из воздуха.Жидкость переходит в газообразную форму.Газообразный хладагент затем сжимается и превращается в горячий газ под давлением.
Обратный клапан
Он меняет направление потока хладагента.Он имеет электрическое управление и используется для превращения теплового насоса в кондиционер или наоборот.Структура немного сложна.Итак, для лучшего понимания посмотрите анимацию.
Компрессор — сердце системы.У него есть электродвигатель, который приводит в движение небольшой поршень.Поршень вытягивает газообразный хладагент из испарителя и выталкивает его в конденсатор.По мере увеличения объема хладагента в змеевике он сжимается, и температура повышается.Затем горячий хладагент проходит через конденсатор.
Теплоносителем в этой системе является хладагент.Без этого вещества тепло не может циркулировать.Он должен иметь физические свойства, идеальные для теплового насоса.Их много, но самое главное — он должен иметь низкую температуру кипения.Он может поглощать тепло от очень низких температур, если имеет низкую температуру кипения.
Хоть он и служит вентилятором, но на него не похож.Его форма перемещает воздух, обеспечивая максимальный контакт с испарителем, тем самым повышая эффективность.Он помогает развивать конвекционный поток в системах отопления и охлаждения.Поскольку розетки тепловых насосов расположены возле пола, циркуляторы воздуха вращаются и забирают холодный воздух с потолка.
Если это кондиционер, воздух движется от потолка к полу, поскольку более горячий воздух находится возле потолка.Двигатель постоянного тока используется для вращения этого вентилятора, поэтому направление его вращения можно изменить на противоположное.
Как я упоминал ранее, существуют различные виды тепловых насосов, вот некоторые из них.
Три наиболее распространенных тепловых насоса:
Это самые распространенные и самые лучшие.Первоначальные затраты высоки, но это может сэкономить вам много денег ежегодно.Тепло извлекается из воздуха снаружи для нагрева воздуха внутри.Воздушные тепловые насосы можно использовать в качестве водонагревателей, в отличие от других тепловых насосов.Летом они могут стать кондиционерами.Они управляются электроприводом.
Это чем-то похоже на наземный источник системы, за исключением того, что петля не находится под землей.Но для правильной работы необходим пруд, озеро или глубоководный водоем.Затраты на установку меньше по сравнению с наземным источником.Никакого копания не требуется.Водяной тепловой насос является наименее распространенным среди этих трех.
Если рядом с вами есть водоем, это означает, что вам следует туда сходить.Эффективность этой системы зависит от местоположения, района и климата места.Возможно, вам даже понадобится градирня для передачи тепла в здание и из него.Поэтому прежде чем принимать какое-либо решение, проконсультируйтесь со специалистом.
Замкнутый контур нержавеющей трубы расположен глубоко под землей.Температура на этом уровне выше, чем на поверхности.Вода циркулирует в этом контуре.Вода нагревается под землей.Затем вода проходит через тепловой насос.Эта система используется для обогрева или охлаждения помещений.Температура грунта остается постоянной и работает эффективно.Эта система экономически эффективна для просторных зданий.
Необходимо иметь резервный источник отопления, если климат экстремальный.Большинство тепловых насосов не работают эффективно при очень низких температурах.К ним относятся воздушные тепловые насосы.Решение состоит в том, чтобы иметь комбо.
Комбинация первая: тепловой насос, работающий от земли и воздуха
Воздушные тепловые насосы используют для умеренной зимы и перехода на наземную систему при значительном понижении температуры.
Комбинация вторая: тепловой насос и газовый котел.
Это более распространенные комбинации.У многих людей уже есть котлы, поэтому они используют их в качестве резервного варианта, когда обращаются к тепловым насосам.
На крыше установлены солнечные панели для работы тепловых насосов.Это может привести к нулевым эксплуатационным расходам.Они более выгодны при использовании с воздушными тепловыми насосами, поскольку они имеют электрический привод.
Они являются общими для отраслей промышленности.Горячие выхлопные газы можно превратить в тепловые насосы перед выбросом в атмосферу.
Тепловые насосы являются лучшими, когда дело касается:
Самое большое преимущество, которое вы получаете, — это значительно повышенная эффективность.При правильной установке воздушные тепловые насосы могут достигать эффективности 300–500%.КПД геотермальных тепловых насосов может достигать 400%.
С другой стороны, если мы используем спиральный нагреватель для нагрева воды, большая часть его тратится впустую.Даже если мы будем использовать спиральные нагреватели для обогрева помещений, их эффективность будет только на 100%.
Хотя воздушные тепловые насосы используют электричество для нагрева воздуха/воды, они не используют столько электроэнергии, сколько спиральные нагреватели.
Водяные тепловые насосы обладают такой же эффективностью, как и геотермальные тепловые насосы, но они могут быть не такими надежными и требуют неглубоких источников воды, таких как озера, реки и т. д.
Эксплуатационные расходы намного ниже, чем у систем, работающих на сжигании.Даже если некоторые системы тепловых насосов могут стоить вамСогласно исследованию Мельбурнского университета, если у вас более 10 000 долларов, вы можете сэкономить до 1700 долларов в год.
Для геотермального теплового насоса каждая единица потребляемой электроэнергии производит четыре единицы тепла.
Воздушные и геотермальные тепловые насосы могут работать даже на солнечных батареях.
Тепловые насосы имеют значительно более длительный срок службы.Обычно тепловой насос имеет расчетный срок службы 15 лет.Если установка выполнена профессионально, тепловые насосы могут прослужить еще дольше.
Тепловые насосы с воздушным источником летом можно реверсировать для работы в качестве кондиционера, если они оснащены реверсивным клапаном.Это преимущество два в одном.
Геотермальные тепловые насосы также являются реверсивными.Температура под землей может оставаться низкой в течение очень долгого времени.То же самое и с водяными тепловыми насосами.Оба также могут обеспечить охлаждение помещения.
Технического обслуживания практически нет, за исключением электрических.Но если возникает неисправность, это может оказаться дорогостоящим процессом.Утечка в наземных трубах может привести к снижению эффективности.
Тепловые насосы не осушают воздух зимой, в отличие от традиционных газовых обогревателей.Зимой увлажнитель воздуха вам не понадобится.
Летом тепловые насосы действуют наоборот.Они выводят влагу из помещений, так как на испарителе образуется конденсат.
Многие правительства предоставляют гранты на установку систем тепловых насосов.Целью является содействие использованию экологически чистых систем отопления.
Правительство Ирландии объявило о гранте в размере 4200 долларов США в апреле 2018 года. На помощь имели право только тепловые насосы типа «воздух-вода».
Правительство Великобритании запустило схему RHI, предусматривающую выплату грантов в течение семи лет.Он все еще доступен для использования.Опять же, это касается только тепловых насосов воздух-вода.
Минусы тепловых насосов:
Установка тепловых насосов дорогая.Установка обойдется вам дороже, чем фактическая покупка теплового насоса.
Источник воздуха домашний тепловой насос может стоить от 2000 до 8000 долларов, включая установку.Но для геотермального теплового насоса затраты могут составлять от 12 000 до 45 000 долларов.
Кроме того, при неправильном обращении установка может разрушить ваш сад или оставить дыры в стенах.Поскольку многие люди сейчас переходят на тепловые насосы, они сталкиваются с этим разрушением.
Установка тепловых насосов – сложная задача.Для достижения максимальной эффективности необходимы технические знания.Многие некачественные компании заявляют, что имеют опыт установки тепловых насосов.Но из-за недостатка знаний полная эффективность никогда не достигается.
Небольшая утечка в трубопроводе может привести к повреждению стен или низкому давлению воды.Поэтому не ищите более дешевый способ, поскольку это одноразовый процесс.
Тепловые насосы не рекомендуются для тех, кто живет в экстремальных погодных условиях.Очень низкие температуры означают, что тепловому насосу поступает меньше тепла.Таким образом, проблемы будут продолжаться, а ваши счета за электроэнергию будут продолжать расти.Поэтому наличие резервной системы отопления имеет важное значение.Это делает процесс очень дорогим.
Чтобы помочь вам сделать выбор в пользу вашего любимого и наиболее подходящего теплового насоса, вот несколько предложений, основанных на различных климатических условиях:
Воздушно-водяные или воздушные тепловые насосы не подходят для этого климата.Хладагент не сможет отобрать тепло у холодного воздуха.Геотермальный тепловой насос идеально подходит для отопления помещений.Но для горячей воды вам понадобится котел, работающий на топливе.Обычно для такого типа климата требуются комбо.Так что не паникуйте.
Солнечные панели могут питать геотермальный тепловой насос.
Воздух-вода или воздушный тепловой насос идеально подходят для такого климата.Поскольку он работает от электричества, он может нагреваться до любой температуры, которую вы пожелаете.В летнее время кондиционеры не нужны, так как они двусторонние.
Вы можете питать его от солнечных батарей, чтобы свести к нулю эксплуатационные расходы.
Для помещений отопление от грунтового источника или источника воды является отличным и надежным вариантом.Они обеспечивают отопление круглый год, поскольку температура земли остается постоянной.Для нагрева воды рекомендуется использовать тепловой насос «воздух-вода».Это сочетание встречается повсеместно.И, конечно же, вы можете питать оба тепловых насоса от солнечных батарей, таким образом, с нулевыми эксплуатационными расходами.
Если температура падает ниже нуля, рекомендуется использовать котлы.
На заводах, где требуются высокие температуры, тепловые насосы с использованием грунта и воды не подходят.Для этих целей полезны воздушные тепловые насосы.Существуют тепловые насосы, разработанные специально для промышленного использования.Они могут достигать температур, необходимых для плавления материалов.Газовые горелки для спиральных нагревателей обходятся намного дороже в таких приложениях.
