Разное

Принцип теплового насоса: Принцип действия теплового насоса | Viessmann

Содержание

Принцип действия теплового насоса | Viessmann

Принцип работы теплового насоса очень напоминает по своей сути работу холодильника. В то время как холодильник отводит тепловую энергию и направляет ее наружу, то есть из внутренней части холодильника, тепловой насос делает наоборот: он забирает тепловую энергию от окружающей среды за пределами помещения и преобразует ее в полезную для отопления. Тепловой насос может забирать тепловую энергию как из воздуха внутри помещения или снаружи, так и из грунтовых вод и почвы. И поскольку температура полученного тепла, как правило, не достаточна для того, чтобы отапливать здание или обеспечивать его горячей водой, в дело вступает термодинамический процесс.

Процесс охлаждения в подробностях


В независимости от того, какой тип теплового насоса используется для отопления, в функционал теплового насоса также входит процесс охлаждения, который происходит в четыре этапа.

1. Испарение

Для того, чтобы начать процесс испарения жидкости, необходима энергия. Этот процесс можно наблюдать на примере с водой. Если емкость с водой нагревается до 100 градусов Цельсия (тепловая энергия подается) вода начинает испаряться. При дальнейшем подаче тепловой энергии температура воды не повышается. Вместо этого вода полностью преобразуется в пар.

2. Сжатие газа

При сжатии газа, например воздуха (давление увеличивается), также повышается температура. Вы можете наблюдать это например, если вы придержите отверстие в велосипедном воздушном насосе и начнете процесс «накачки» воздуха, вы почувствуете тепло.

3. Конденсация


Согласно закону сохранения энергии при конденсации водяного пара, высвобождается тепловая энергия, которая ранее использовалась для испарения.

4. Расширение

При резком снижении давления в жидкости, находящейся под давлением, температура снижается в несколько раз. Это можно наблюдать на примере баллона с сжиженным газом для кемпинговой горелки. Открытие клапана может привести к образованию льда на клапане баллона с жидким газом даже летом.

(Здесь давление снижается с 30 бар до 1 бар.)

Постоянное повторение процесса


Эти процессы происходят внутри теплового насоса в замкнутом контуре. Для транспортировки тепла используется жидкость (хладагент), которая испаряется при очень низких температурах. Чтобы испарить эту жидкость, используется тепловая энергия из земли или наружного воздуха. Для этого достаточно даже температуры в минус 20 градусов по Цельсию. Холодные пары хладагента затем очень сильно сжимаются компрессором. При этом их температура возрастает до 100 градусов Цельсия. Эти пары хладагента конденсируются и отдают тепло в систему отопления. Затем давление жидкого хладагента на расширительном клапане сильно снижается. При этом температура жидкости снижается до исходного уровня. Процесс может начинаться заново.

Процесс на примере воздушно-водяного теплового насоса


Проще всего объяснить этот процесс на примере воздушно-водяного теплового насоса: тепловой насос «воздух-вода» может состоять из одной или двух составляющих. В обоих случаях встроенный вентилятор активно  направляет  окружающий воздух в теплообменник. Через теплообменник проходит хладагент, который переходит из одного состояния в другое при очень низких температурах. Внутри теплообменника хладагент нагревается воздухом из окружающей среды  и постепенно переходит в газообразное состояние. Для повышения температуры, возникающих при этом паров, используется компрессор. Он сжимает пары хладагента и увеличивает как давление, так и их температуру до требуемого значения.

Другой теплообменник (конденсатор) затем передает тепло от нагретых паров хладагента на отопление (теплые полы, радиаторы, буферная емкость или водонагреватель). Хладагент, находящийся под давлением отдает тепло, его температура падает и он снова переходит в жидкое состояние. Перед тем, как поступить обратно в контур, хладагент сначала расширяется в расширительном клапане. После того, как он достигнет своего исходного состояния, процесс процесс в холодильном контуре может начинаться с самого начала.


Принцип работы теплового насоса — Энергео

Тепловой насос представляет собой устройство по преобразованию низкопотенциальной теплоты, получаемой от какого-либо общедоступного источника, в тепловую энергию высокого потенциала, предназначенную для нужд потребителя (отопления, горячего водоснабжения). Преобразование теплоты происходит за счет ряда фазовых переходов. 

Термодинамически тепловой насос идентичен холодильной машине. И тепловой насос, и холодильная машина работают по обратному тепловому циклу, разница заключается в диапазоне рабочих температур и давлений.  В мире существует весьма широкая классификация тепловых насосов, в сфере теплоснабжения наибольшее распространение получили парокомпрессионные установки.

Цикл работы парокомпрессионного теплового насоса включает в себя следующие преобразования:

Низкопотенциальное тепло принимается тепловым насосом в специальном пластинчатом теплообменнике – испарителе и передается особому рабочему телу – хладагенту. Хладагент представляет собой вещество с низкой температурой кипения. На сегодняшний день в тепловых насосах чаще всего в качестве хладагента используются различные фреоны (R407C, R134а, R410а), а также углекислый газ и пропан. Хладагент, приняв в теплообменнике определенное количество теплоты, испаряется и в газообразном состоянии поступает в компрессор. Компрессор сжимает поступающий хладагент до высокого давления, вследствие чего повышается и температура рабочего тела. После сжатия при более высоких параметрах газообразный хладагент поступает в следующий теплообменник – конденсатор. В конденсаторе происходит передача теплоты высокого потенциала теплоносителю системы отопления и горячего водоснабжения потребителя с последующим переходом остывающего хладагента в жидкое состояние. После конденсатора рабочее тело проходит через редукционное устройство, где давление и температура снижаются до первоначальных параметров перед теплообменником-испарителем. Цикл замыкается и повторяется снова.

Парокомпрессионные тепловые насосы принято различать по способам отбора низкопотенциальной теплоты.


Горизонтальный геотермальный контур

Грунт имеет свойство накапливать и сохранять солнечное тепло в течение длительного времени, что ведет к относительно равномерному уровню температуры источника тепла на протяжении всего года. Это обеспечивает эксплуатацию теплового насоса с достаточно высоким коэффициентом эффективности. Забор тепла из грунта осуществляется с помощью горизонтально проложенной в грунте системы пластиковых труб на глубине 1,2-1,5 м.

Вертикальные геотермальные скважины

Вертикальный зонд — это система труб, опускаемых в вертикальную скважину, глубина и количество таких скважин зависит от мощности необходимого Вам теплового насоса. В грунте на глубине начиная с 10-15 метров в течение года поддерживается всегда одинаковая постоянная температура (около +7 — +8°С для РБ), поэтому данный вид коллектора в наших климатических условиях является наиболее надежным и эффективным.

Грунтовые воды

Если в ваших условиях грунтовые воды легко доступны, то их так же можно использовать в качестве источника тепла, т.к. температура такого источника в любое время года колеблется в среднем от 7 до 12° C. Расстояние между точкой получения тепла и точкой возврата должно быть не менее 10-15 метров. Кроме того в целях предотвращения «короткого замыкания потока», следует обратить внимание на направление потока грунтовых вод. Стоит также учитывать, что для установки подобных сооружений нужно разрешение, кроме этого они должны отвечать определенным нормативным требованиям.

Перейти к каталогу тепловых насосов «грунт-вода».

Окружающий воздух

Окружающий воздух является наиболее доступным источником низкопотенциальной теплоты для теплового насоса. Одним из преимуществ, при выборе теплового насоса данного типа, является простая схема монтажа оборудования в систему с уже установленным любым дополнительным источником тепла (например, дизельным, твердотопливным или газовым котлом).

Однако стоит учитывать и то, что, ввиду особенностей наших климатических условий с достаточно низкой температурой наружного воздуха в холодное время года, работа теплового насоса в отопительный период  является не столь продуктивной, как для насосов типа «грунт-вода». Кроме того, тепловые насосы, принимающие тепло от наружного воздуха, способны работать до температуры -25°С (до -32°С — системы «воздух-водух»), при более низкой температуре автоматика теплового насоса будет переводить теплоснабжение потребителя от другого дополнительного источника.

Перейти к каталогу тепловых насосов типа «воздух-вода».

Вентиляционный воздух

Существуют тепловые насосы, использующие удаляемый из помещений воздух системы вентиляции. Применение таких тепловых насосов позволяет осуществлять рекуперацию теплоты воздуха внутри зданий. Перед удалением из помещений, тёплый воздух проходит через тепловой насос, возвращая, таким образом, системе теплоснабжения здания часть накопленной теплоты.  

Перейти к каталогу тепловых насосов, использующих вентиляционный воздух.

Устройство и принцип работы теплового насоса ремонт теплового насоса

Как устроен тепловой насос и как он работает?

Теплонасос функционирует как холодильник, только наоборот. Холодильник переносит тепло изнутри во вне. Тепловой насос переносит тепло, накопленное в воздухе, почве, недрах или воде, в ваш дом.

Тепловой насос состоит из 4 основных агрегатов:

 — испаритель,
 — конденсатор,
 — расширительный вентиль (разряжающий вентиль-дроссель, понижает давление),
 — компрессор (повышает давление).

Эти агрегаты связаны замкнутым трубопроводом. В системе трубопровода циркулирует хладагент, который в одной части цикла представляет собой жидкость, а в другой — газ.

Точка кипения для разных жидкостей меняется посредством давления, чем выше давление, тем выше точка кипения. Вода закипает при нормальном давлении при температуре +100 °С. При повышении давления вдвое, температура кипения воды достигает +120 °С, а при уменьшении давления в 2 раза, вода закипает при +80 °С. Хладагент в тепловом насосе имеет ту же тенденцию — его температура кипения изменяется при изменении давления. Точка кипения хладагента лежит низко, приблизительно — 40 °С при атмосферном давлении, поэтому может использоваться даже с низкотемпературным тепловым источником.

Земные недра как глубинный теплоисточник

Земные недра являются бесплатным теплоисточником, поддерживающим одинаковую температуру круглый год. Использование тепла земных недр является экологически чистой, надежной и безопасной технологией обеспечивания теплом и горячим водоснабжением всех типов зданий, больших и малых, общественных и частных.Уровень капиталовложений достаточно высокий, но взамен Вы получите безопасную в работе, с минимальными требованиями к сервисному обслуживанию альтернативную обогревательную систему с максимально длительным сроком эксплуатации. Коэффициент преобразования тепла высок, достигает 3. Установка не требует много места и может быть внедрена на участке земли малой плошади. Объем восстановительных работ после бурения незначителен, влияние пробуренной скважины на окружающую среду минимально. На уровень грунтовых вод воздействие не оказывается, так как грунтовые воды не потребляются. Тепловая энергия переносится к конвекционной системе водяного отопления и применяется для горячего водоснабжения.

Грунтовое тепло — близкозалегающая энергия

В поверхностном слое земли накапливается тепло в течение лета. Использование этой энергии для обогрева целесообразно для зданий с высокими энергорасходами. Наибольшее количество энергии извлекается из почвы с большим содержанием влаги.

Грунтовый теплонасос

Тепло из почвы поставляется посредством пластикового шланга. Экологически чистая, морозостойкая жидкость циркулирует в шланговой системе и переносит тепло к тепловому насосу, где оно преобразуется в высокотемпературное тепло для обогрева и горячего водоснабжения.

 

 

Водные теплоисточникиСолнце нагревает воду в морях, озерах и других водных источниках. Солнечная энергия накапливается в воде и донных слоях. Редко температура снижается ниже +4 °С. Чем ближе к поверхности, тем температура больше варьируется в течение года, а в глубине — она относительно стабильна.

Тепловой насос с водным источником тепла

Шланг для передачи тепла укладывается на дне или в грунте дна, где температура еще немного выше, чем температура воды. Важно, чтобы шланг снабжался отягощающим грузом для предотвращения всплытия шланга на поверхность. Чем ниже он залегает, тем меньше риск повреждения. Водный источник как источник тепла очень эффективен для зданий с отно сительно высокими потребностями в теп лоэнергии.

Кроме вышеперечисленных источников теплонасосная установка может использовать тепловые сбросы самого жилья для отопления и горячего водоснабжения: сбросную воду, а также вентиляционные выбросы и дымовые газы. В последнем случае вытяжная система должна быть оборудована действующим вентиляционным агрегатом. Данная комбинация улучшает вентилирование дома и уменьшает проблемы с плесенью, сыростью, радоновой загазованностью.

 

”Бросовые” источники тепла

Кроме вышеперечисленных источников тепловой насос может использовать тепловые сбросы самого жилья для отопления и горячего водоснабжения: сбросную воду, а также вентиляционные выбросы и дымовые газы. В последнем случае вытяжная система должна быть оборудована действующим вентиляционным агрегатом. Данная комбинация улучшает вентилирование дома и уменьшает проблемы с плесенью, сыростью, радоновой загазованностью.

Экономическая эфективность теплового насоса

Коэффициент преобразования тепла

 

Эффективность определяется так называемым коэффициентом преобразования тепла или коэффициентом температурной трансформации, который представляет собой отношение количества энергии, генерируемой теплонасосом, к количеству энергии, затрачиваемой на процесс переноса тепла.

В большинстве случаев коэфициент температурной трансформации равен 3. Это означает, что тепловой насос поставляет в 3 раза больше энергии, чем потребляет. Другими словами, 2/3 получено «бесплатно» от теплоисточника. Чем выше энергопотребности Вашего жилища, тем больше вы экономите денежных средств.

Тепловые насосы наиболее эффективны в отопительных системах с низкотемпературными характеристиками, например, в системах напольного отопления.

При подборе теплонасоса к Вашей обогревательной системе невыгодно ориентировать мощностные показатели теплонасоса на максимальные требования к мощности (на покрытие энергорасходов в отопительном контуре в самый холодный день года).

 

Опыт показывает, что теплонасос должен генерировать около 50-70% от этого максимума, тепловой насос должен покрывать 70-90% (в зависимости от теплоисточника) от общей годовой потребности в энергии для отопления и горячеговодоснабжения. При низких внешних температурах теплонасос применяется с имеющимся в наличии котельным оборудованием или пиковым доводчиком, которым укомплектован тепловой насос.

Виды теплонасосов, применяемые в системе отопления в России

В нашей стране свое применение нашли следующие типы тепловых агрегатов:

1.      Грунтовый теплонасос.

Земные недра являются неисчерпаемым и бесплатным теплоисточником, который поддерживает одинаковую температуру на протяжении целого года. Использование такого тепла – это надежная, экологически чистая и безопасная технология обеспечения теплом всех типов зданий. Конечно, уровень капиталовложений при установке такого насоса достаточно высокий, но при этом Вы получаете неприхотливую к сервисному обслуживанию обогревательную систему с длительным сроком эксплуатации. Установка насоса не требует много места, к тому же он может быть внедрен на земельном участке малой площади.

2.      Водный теплонасос.

Солнце щедро нагревает воду в озерах, реках и морях. Чем ближе к поверхности, тем больше варьируется температура воды, а на глубине ее величина относительно стабильна.

Шланг насоса, предназначенный для передачи тепла, желательно установить в грунте дна, поскольку там температура еще выше. При этом важно снабдить шланг отягощающим грузом, во избежание его всплытия на поверхность. Такой источник тепла эффективен для обогрева зданий с относительно невысокими тепловыми потребностями.

3.      «Бросовый» теплонасос.

Принцип работы теплового насоса может также основываться и на использовании тепловых сбросов жилья: вентиляционные выбросы, использованная вода, дымовые газы и пр. Такая технология устраняет проблемы с плесенью и радоновой загазованностью, улучшая при этом вентилирование дома. ремонт теплового насоса

Принцип действия и установка теплового насоса

Тепловой насос – это сердце системы геотермального отопления. Ключевыми элементами теплового насоса являются: испаритель, компрессор, конденсатор, терморегулятор и циркулирующий по системе хладагент. Объединенные в единую систему, данные элементы позволяют забирать малое количество тепла из окружающей среды (воды, грунта) и превращать его в высокопотенциальное для отопления здания и обеспечения горячего водоснабжения.

Принцип работы тепловых насосов.

По принципу работы тепловой насос больше всего похож на холодильник. Только если холодильник забирает тепло и вытесняет его на радиатор, то тепловой насос, забирая тепло, переносит его в дом.

Охлажденный жидкий хладагент подается в теплообменник теплового насоса – испаритель. При подаче более теплого источника тепла (наружного воздуха, солевого раствора или воды) на испаритель, циркулирующий в нем хладагент забирает от источника тепла необходимую энергию для испарения и переходит из жидкого состояния в газообразное. Компрессор производит всасывание газообразного хладагента и выполняет его сжатие.  За счет увеличения давления происходит повышение температуры – таким образом, хладагент «подкачивается» до более высокого температурного уровня. Для этого требуется электричество. Хладагент направляется в расположенный за компрессором конденсатор. Здесь хладагент отдает полученное ранее тепло в циркуляционный контур системы водяного отопления, переходя в жидкое состоянии Затем с помощью расширительного клапана производится снижение имеющегося остаточного давления, и цикл начинается занов Таким образом,в зависимости от источника отбора тепла,  мы имеем разные типы тепловых насосов: «вода-вода», «грунт-вода», «воздух-вода», «грунт-воздух», «вода-воздух» и «воздух-воздух». Первое слово в обозначении типа — это источник тепла (низкопотенциальная тепловая энергия), второе — источник нагрузки для обогрева здания (высокопотенциальное тепло).

 

Энергоэффективность.

Примерно две трети тепловой энергии мы можем получать бесплатно от природы: воды, грунта или воздуха и только треть необходимо потратить на работу самого компрессора в тепловом насосе. Фактически, владелец теплового насоса может экономить до 70% финансовых средств, которые он бы регулярно затрачивал при отоплении традиционным способом (электроэнергия, газ или дизтопливо) своего дома, гаража, офиса, магазина, склада и т. д.

Все вышесказанное означает, что тепловой насос берет тепловую энергию из воды, земли или воздуха и «перекачивает» в ваш дом. Во время  работы компрессор затрачивает электроэнергию. На каждый затраченный киловатт-час электроэнергии тепловой насос вырабатывает от 2,5 до 5 киловатт-часов тепловой энергии. Соотношение вырабатываемой тепловой энергии и потребляемой электрической называется коэффициентом трансформации, коэффициентом преобразования теплоты (КПТ) или просто СОР. По этой причине чем меньше разница температур теплоносителей во входном и выходном контурах, тем больше коэффициент преобразования тепла (КПТ), то есть больше экономия электроэнергии.  Это значит, что в случае применения тепловых насосов — выгодней подключать их к низкотемпературным системам отопления. Имеется в виду обогрев от теплых водяных полов или теплых стен (укладка труб в стенах) или теплым воздухом, так как в этих случаях мы имеем теплоноситель около 30-40°С.

Типы установок коллекторов.

Геотермальные коллектора могут быть следующих типов, в порядке увеличения стоимости их организации:

Открытый коллектор.

Представляет из себя подающую скважину на воду (которая по определению есть для водоснабжения) с дебетом не менее 3-х куб.м и динамическим уровнем воды желательно не ниже 10 метров и приемную скважину в которую  осуществляется слив охлажденной воды. В таком варианте работают подавляющее большинство крупных коммерческих объектов с тепловыми мощностями от 100 кВт. Если у Вас дебет скважины и динамический уровень воды в ней подходящий то наверное это самый бюджетный и хорошо работающий вариант.

Коллектор с использованием открытого водоема.

В данном варианте организации геотермального коллектора, трубы подогревателя низкого давления наполненные незамерзающей жидкостью, в соответствии с расчетом, укладываются на дно открытого водоема и с помощью циркуляционного насоса осуществляется прокачка гликолевого раствора через тепловой насос который снимает с потока свои 5 градусов, которые, градусы, снова восстанавливаются при прохождении по трубам коллектора. Круговорот воды (температуры) в природе.

Горизонтальный коллектор.

Теплосъем осуществляется с массива грунта и теплового потока ниже глубины промерзания (около 2-х метров). В соответствии с расчетом роются траншеи, на дно которых укладываются трубы ПНД заполненные гликолевым раствором, в процессе работы теплового насоса осуществляется циркуляция теплоносителя. Возможна организация данного коллектора при наличии достаточной площади под земляные работы. Для работы теплового насоса тепловой мощностью 15кВт требуется приблизительно от 600 метров уложенной трубы ПНД и соответственной такой же погонаж вырытых траншей, общая же площадь коллектора с учетом технологии копки составит более 6 соток земельного участка.

Многоуровневый коллектор.

Является разновидностью «Горизонтального коллектора», особенностью работ будет увеличение глубины траншеи до 3,1 м, послойная укладка ПНД в несколько уровней и сокращение общей длинны траншей в 4 и более раз. Фактическая стоимость работ будет близка к стоимости «горизонтального коллектора», при резком сокращении занимаемой площади и в этом варианте уже появляется возможность вписать геотермальный коллектор в «стандартный» земельный участок.

 

Вертикальный коллектор.

Создается на основе скважин глубинами до 100 метров и более в которые погружаются U-образные зонды с циркулирующей незамерзающей жидкостью. Наиболее компактный тип коллекторов, может быть расположен на любом по площади участке. Все в нем замечательно кроме как уж водится цены. Для получения 15 кВт тепловой энергии необходимо от 230 погонных метров пробуренных скважин. Цены на стандартные буровые работы все себе представляют. Не смотря ни на что, возможно это самый массовый вариант геотермальных коллекторов в мире и для кого-то он будет куда лучше, чем постоянная топка хоть пелетами, хоть дровами, а диз. топливо и электроотопление окажутся и в разы дороже в эксплуатации или банально отсутсвуют достаточные подведенные мощности.

Доступность и универсальность

Практически нет такого дома или объекта, где недоступна установка теплового насоса. Источник рассеянного тепла мы можем обнаружить в любом уголке нашей планеты. Земля, вода и, конечно, воздух есть даже на самом отдаленном от цивилизации участке, вдали от газопроводов — тепловой насос везде раздобудет для себя «пищу» для того, чтобы бесперебойно обогревать ваш дом. Это оборудование не зависит от капризов погоды, поставщиков и тарифов на тепло, наличия дров или дизельного топлива, или просто от падения давления газа в сети. Тепловые насосы не только вырабатывают тепло, но и охлаждают помещения, то есть они реверсивные. Тепловые насосы могут отбирать тепло из воздуха дома, охлаждая его и направлять тепловые избытки в скважину или на улицу с воздухом. В летнее время избыточное тепло можно использовать на подогрев бассейна.  Также они способны одновременно с обогревом или охлаждением приготовить горячую воду для бытовых нужд.

Монтаж и пусконаладочные работы

Компания Фабрика Тепла предлагает вам предварительный расчет экономической целесообразности, подбор, поставку оборудования, проведение пусконаладочных работ. Ознакомиться со стоимостью популярных моделей тепловых насосов вы можете на нашем сайте и по телефону 8 (831) 220-70-80

 

Документальный фильм о тепловых насосах (СССР).

Категория: Тепловые насосы

Дата: 17 июня 2014 г.

Принцип работы теплового насоса | SolarSoul.net ☀️

Очень часто принцип работы теплового насоса сравнивают с работой обычного бытового холодильника. Холодильник отбирает тепло у продуктов (охлаждая их), и затем выбрасывает полученную энергию в помещение через радиаторную решетку.

Тепловой насос, например шведского бренда Thermia, так же «вытягивает» тепло из внешней среды (воздух, вода, земля) передавая его в систему отопления. При этом получается, что тепло от более холодного источника переносится к более нагретому, что не встречается в естественной среде и противоречит второму закону термодинамики.

За счет чего тепловой насос способен «развернуть» естественное направление теплового потока?

Принцип работы теплового насоса

В основе работы теплового насоса лежит обратный термодинамический цикл Карно. Ключевой компонент цикла  — рабочая жидкость (хладагент) имеющая особые термодинамические свойства. Наиболее важным свойством этой жидкости является способность закипать при отрицательных температурах. Что бы заставить хладагент переносить тепло, тепловой насос оснащают четырьмя ключевыми элементами: компрессор, расширительный клапан (ТРВ), испаритель и конденсатор.

Для удобства описания принципа работы теплового насоса, разделим цикл на 4 основные фазы:

I Расширение

Хладагент, находящийся в жидкой фазе продавливается через расширительное устройство ТРВ. Задача ТРВ резко понизить давление рабочей жидкости. При относительно низком давлении (около 7 бар) рабочая жидкость способна закипеть даже при т-ре -25 ˚С. Это важно, поскольку кипение и испарение и есть процесс поглощения и выделения энергии, а это необходимое условие для второй фазы.

II Кипение

После ТРВ жидкость поступает в испаритель, который представляет собой теплообменник. При помощи этого компонента, тепловой насос отбирает тепло от окружающей среды. Хладагент закипает и начинает испарятся поглощая теплоту. В итоге на выходе из испарителя хладагент находиться полностью в парообразном состоянии и всего на несколько градусов теплее своего первоначального состояния. Однако благодаря переходу в пар, рабочая жидкость смогла получить достаточное количество энергии и готова к следующему этапу.

III Сжатие

Дальше хладагент поступает в компрессор, при помощи которого тепловой насос сжимает рабочую жидкость. В процессе сжатия, давление хладагента повышается, это сопровождается одновременным нагревом.

IV Сжижение

После компрессора, горячий хладагент поступает в конденсатор, который так же является теплообменником. В конденсаторе рабочая жидкость конденсируется отдавая тепло и превращаясь снова в жидкость. Это тепло передается системе отопления и ГВС. На выходе из конденсатора хладагент находится в жидкой фазе и снова поступает на ТРВ. Процесс происходит циклично.

Не смотря на кажущуюся сложность цикла, ничего удивительного в нем нет. И принцип работы теплового насоса, довольно легко объясняются законами физики и схожими природными явлениями. В этой статье мы разберем пять основных физических явлений позволяющих понять принцип работы теплового насоса.

1. Тепло содержится в воздухе и земле даже при отрицательных температурах

Одним из препятствий на пути к пониманию принципов работы теплового насоса является заблуждение, что нельзя извлекать теплоту при отрицательных температурах воздуха или грунта. Тепло – это форма энергии связанная с движением (вибрацией) малейших частиц: молекул, атомов, ионов. В общепринятой и привычной нам шкале Целься О˚ это отметка замерзания воды. При этом  в воздухе содержится значительно меньше тепла чем при 40˚С жары, но всё же оно есть и его можно использовать. Движение частиц полностью останавливается при т-ре  – 273˚С, что соответствует 0 ˚ по шкале Кельвина.

2. Тепло поступает от тёплого источника к холодной среде

Согласно второму закону термодинамики, тепло поступает от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой. Что бы «развернуть» этот поток при работе теплового насоса используются те самые два теплообменника. В первом теплообменнике (испарителе) хладагент с низкой температурой поглощает тепло от окружающей среды (воздух, грунт или вода). Во втором теплообменнике (конденсаторе) уже горячий хладагент, после сжатия в компрессоре теплового насоса, передает тепло в контуре отопления.  В обоих случаях выполняется закон передачи энергии от высокотемпературного источника энергии к низкотемпературному.

3. Сжатие газа повышает температуру, расширение её снижает

Тепловой насос нагревает рабочую жидкость после испарителя за счёт сжатия. Когда газ сжимается, температура, а значит и количество тепла, содержащееся в газе, увеличивается. Это происходит вследствие значительного увеличения вибрации частиц, которым становится «тесно». За этот процесс в работе теплового насоса отвечает компрессор.

С другой стороны, расширение газа или жидкости приводит к снижению давления и температуры. Тепловой насос обеспечивает это при помощи расширительного клапана — ТРВ (терморегулирующий вентиль).

Работа компрессора напоминает процесс накачки воздухом надувного матраса. Однако из-за того, что мы не в силах увеличить давление воздуха в матрасе в несколько раз, прогрев сжатого воздуха в только что надутом матрасе, совсем минимальный и почти не заметный. В свою очередь, процесс расширения похож на распыление из аэрозольного баллончика. Распыляя аэрозоль несколько секунд можно ощутить как баллончик становится холоднее в руке.

4. Фазовый переход рабочей среды

Если жидкость нагрелась до точки кипения, то наступает переходная фаза. Во время этой «паузы» жидкая и газообразная (пар) фаза хладагента в контуре теплового насоса существуют одновременно. Этот процесс продолжается, пока вся жидкость не превратится в пар. Основной фокус в том, что всё поглощённая энергия уходит на испарение и не вызывает рост температуры. Это тепло называют скрытой теплотой, и его количество у различных веществ различно. Хоть это тепло и называют скрытым, согласно закону сохранения энергии оно никуда не девается а лишь накапливается и затем передается. Вся поглощенное во время испарения (кипения) энергия, затем выделяется при конденсации, т.е. обратном фазовом переходе из пара в жидкость.

Использования фазового перехода, дает возможность значительно увеличить эффективность теплового насоса. Рабочая среда контура теплового насоса во время изменения фазы поглощает/выделяет значительно больше тепла, чем при изменении только температуры.

К примеру, для выпаривания чайника с водой, необходимо подать в пять с половиной раз больше тепла чем для того чтобы только вскипятить его. При этом т-ра во время испарения будет постоянной и равной 100˚С.

Так же, примером может быть ощущение прохлады на коже после опрыскивания духами. Во время испарения  духи поглощают тепло от кожи и отводят его с парами спирта.

5. Роль избыточного давления

Температура, при которой рабочая жидкость конденсируется или испаряется, зависит от давления. Сжимая газообразный хладагент, компрессор так же значительно повышает давление. При большом давлении процесс конденсации происходит при относительно высоких температурах, позволяя отдавать тепловую энергию в конденсаторе теплового насоса в систему отопления.

В свою очередь, низкое давление рабочей среды приводит к тому, что хладагент может закипать при довольно низкой температуре. Этому способствует так же основное свойство рабочей жидкости.  Хладагент испаряется, а значит и поглощает тепло, при  -50˚С в условиях атмосферного давления. Благодаря этому свойству хладагента тепловой насос может отбирать тепло из окружающей среды даже при температуре -20˚С и отдавать тепло при  +60˚С.

В природе это явление можно сравнить с кипением воды в горах при разряженном воздухе. На высоте 3 000 м давление составляет 0,7 бар. В таких условиях вода кипит уже при 90˚С. На уровне моря, при атмосферном давлении равном 1 бар, вода кипит при 100˚С. С увеличением давления, увеличивается и температура кипения воды.

Как и многие другие приборы, тепловой насос работает согласно законам физики. Многие из них легко объяснить благодаря явлениям природы которые окружают нас в повседневной жизни.

Принцип работы теплового насоса

Принцип работы теплового насоса основан на отборе тепла из окружающей среды (грунта, воды или воздуха) и передаче этого тепла в систему отопления дома.

 

Каждый тип тепловых насосов использует свой источник тепла. Геотермальный ТН использует тепло грунта, водяной — тепло воды, воздушный — тепло воздуха. Каждая из этих природных стихий обладает теплом, которое можно использовать в качестве альтернативного источника отопления дома.

В принципе из любого предмета с температурой выше абсолютного ноля (-273°С) можно «выкачивать» тепло, но современные тепловые насосы не способны отбирать тепло при таких низких температурах, они спроектированы для работы в других условиях. Для работы при температурах до -273°С необходимо разработать специальный компрессор, специальный хладагент, солевой раствор и т.д. Но пока в таких разработках нет необходимости, однако теоретически это возможно.

Современный тепловой насос также может работать и в обратную сторону, выкачивать тепло из дома и отдавать в землю, то есть работать на охлаждение дома. При этом отдавая тепло в землю, тепловой насос целенаправленно наполняет скважину теплом, что имеет положительный эффект в отопительный сезон.

1. В испаритель поступает охлажденный хладагент, где получает тепло от внешнего источника, при этом хладагент испаряется.

2. Газообразный хладагент поступает в компрессор, где происходит его сжатие и нагрев до температуры 60-100°С.

3. Из компрессора разогретый хладагент поступает в конденсатор, в котором передает свое тепло отопительному контуру для обогрева дома. Отдав тепло хладагент переходит в жидкое состояние.

4. Отдавший тепло хладагент проходит через расширительный клапан, в котором его давление снижается, а температура может опускаться до -20°С. Далее хладагент поступает в испаритель, где снова получает тепло от внешнего источника, и цикл повторяется.


Таким образом, принцип работы тепловых насосов основан на циркуляции хладагента между двумя теплообменниками (испарителем и конденсатором). В испарителе хладагент забирает тепло от вешнего источника, а в конденсаторе отдает это тепло в отопительный контур дома.

 

 

 

Принцип работы теплового насоса, что такое тепловой насос, оборудование для отопления

Тепловий насос Нitachi купити стало не лише престижно, а й економічно вигідно за всіма параметрами.

  • Основними перевагами обладнання є його універсальність: працює на опалення, кондиціювання та гаряче водопостачання будь-якого будинку і квартири за низьких експлуатаційних витрат.
  • У новій лінійці теплових насосів Yutaki від Hitachi представлено 70 моделей продуктивністю від 7 до 32 кВт.
  • Тепловий насос для опалення будинку за ціною впевнено конкурує з іншим опалювальними агрегатами.
  • Устаткування повністю вдосконалили, щоб вигідно виокремлюватися серед конкурентів.
  • Насос для системи опалення з лінійки Yutaki Hitachi відрізняється від попередніх моделей потужністю установок, збільшенням коефіцієнта ефективності СОР, а також наявністю спеціального комплекту для кондиціювання.
  • Новий білий дизайн установок робить їх максимально підходящими навіть для найвишуканішого інтер’єру.
  • Купити тепловий насос цього бренду – економія коштів на опаленні, охолодженні і ГВП житла, очевидна вигода у зв’язку з постійним підвищенням всіх тарифів на опалення.
  • Де замовити теплові насоси в Києві?

    Щоб обладнання радувало вас тривалим терміном служби й ефективною безперебійною роботою, замовте теплові насоси в Україні від перевіреного бренду. Компанія Hitachi на українському ринку представляє свою продукцію вже більше 20 років. Наш тепловий насос за ціною в Києві впевнено конкурує з іншими провідними виробниками і дозволяє стати володарем функціонального агрегату без зайвих фінансових витрат.

    Ми пропонуємо теплові насоси Нitachi в Києві за цінами виробника

    У нас представлена офіційна продукція бренду, що дозволяє пропонувати клієнтам теплові насоси за ціною без накруток. Пряма співпраця з японською корпорацією гарантує доступну вартість теплового насосу всіх моделей, своєчасні постачання та регулярне оновлення асортименту.
    У нас також можна замовити тепловий насос під ключ — ми візьмемо на себе всі турботи про доставку, встановлення та запуск обладнання.

Как это работает / Промышленные тепловые насосы

Различные типы тепловых насосов

Механический тепловой насос — это тепловой насос, который обычно применяется в промышленности. Однако доступны несколько других типов тепловых насосов.

Механический тепловой насос: Механический тепловой насос является наиболее широко используемым и коммерчески возможным тепловым насосом. Принцип действия: давление хладагента увеличивается с помощью компрессора, вызывающего повышение температуры кипения.Существует две разновидности механических тепловых насосов: система с прямым расширением (система DX) и система, в которой емкость используется для разделения газообразного и жидкого хладагента. Узнать больше

Тепловой насос с газовым двигателем: Тепловой насос с газовым двигателем состоит из механического теплового насоса и газового двигателя. В отличие от обычного теплового насоса, в котором компрессор приводится в действие электродвигателем, компрессор теплового насоса с газовым двигателем приводится в действие газовым двигателем. Можно утилизировать тепло от охлаждения двигателя и дымовые газы газового двигателя.Следовательно, мощность теплового насоса может быть ниже.

Абсорбционный тепловой насос: Принцип работы абсорбционного теплового насоса основан на испарении хладагента и его абсорбции в абсорбирующую среду. Хорошо известными комбинациями хладагента и абсорбирующей среды являются бромид лития и вода, а также аммиак и вода. Движущей силой теплового насоса этого типа является тепловая энергия. Абсорбционные тепловые насосы могут быть очень полезны, когда необходимо как обогрев, так и охлаждение. Узнать больше

Адсорбционный тепловой насос: Хотя адсорбционный тепловой насос основан на тех же принципах, что и абсорбционный тепловой насос, в качестве абсорбирующей среды используется твердое тело, а не жидкость.Узнать больше

Транскритический CO 2 тепловой насос: CO выше 31 ° C 2 попадает в транскритический диапазон; Это означает, что нельзя делать различия между жидкой и газовой фазами. Из-за этого явления тепло может выделяться в диапазоне температур вместо фиксированной температуры. Узнать больше

Гибридный тепловой насос: Гибридный тепловой насос представляет собой комбинацию механического и абсорбционного теплового насоса. Принцип действия основан на том факте, что абсорбция аммиака водой происходит при гораздо более высоких температурах по сравнению с конденсацией аммиака при постоянном давлении.Узнать больше

Термоакустический тепловой насос:
В термоакустическом тепловом насосе используется физический принцип, согласно которому разность температур может генерировать звуковые волны. Или наоборот: звуковая волна может создавать разницу температур. Низкотемпературное отработанное тепло используется для создания звуковой волны. Эта волна используется для создания разницы температур в другой ценной высокотемпературной среде. Термоакустические системы пока отсутствуют в продаже.

Как работает тепловой насос | Как работают тепловые насосы

Основные сведения о тепловом насосе

Один очень важный момент, который следует понимать, отвечая на вопрос «как работают тепловые насосы?» заключается в том, что тепловые насосы не производят тепло — они перемещают тепло из одного места в другое. Печь создает тепло, которое распространяется по всему дому, но тепловой насос поглощает тепловую энергию из наружного воздуха (даже при низких температурах) и передает ее воздуху в помещении. В режиме охлаждения тепловой насос и кондиционер функционально идентичны, они поглощают тепло из воздуха в помещении и отводят его через наружный блок. Щелкните здесь, чтобы узнать больше о тепловых насосах и кондиционерах.

При рассмотрении того, какой тип системы лучше всего подходит для вашего дома, следует учитывать несколько важных факторов, включая размер дома и местный климат.У местного дилера Carrier есть опыт, чтобы должным образом оценить ваши конкретные потребности и помочь вам принять правильное решение.

Важные компоненты системы теплового насоса

Типичная система теплового насоса с источником воздуха состоит из двух основных компонентов: наружного блока (который выглядит так же, как наружный блок сплит-системы кондиционирования воздуха) и внутреннего блока обработки воздуха. Как внутренний, так и внешний блок содержат различные важные компоненты.

Наружный блок

Наружный блок содержит змеевик и вентилятор.Змеевик работает либо как конденсатор (в режиме охлаждения), либо как испаритель (в режиме нагрева). Вентилятор обдувает змеевик наружным воздухом для облегчения теплообмена.

Внутренний блок

Как и наружный блок, внутренний блок, обычно называемый блоком обработки воздуха, содержит змеевик и вентилятор. Змеевик действует как испаритель (в режиме охлаждения) или конденсатор (в режиме нагрева). Вентилятор отвечает за перемещение воздуха через змеевик и воздуховоды в доме.

Хладагент

Хладагент — это вещество, которое поглощает и отводит тепло, циркулируя в системе теплового насоса.

Компрессор

Компрессор нагнетает хладагент и перемещает его по системе.

Реверсивный клапан

Часть системы теплового насоса, которая меняет направление потока хладагента, позволяя системе работать в противоположном направлении и переключаться между нагревом и охлаждением.

Расширительный клапан

Расширительный клапан действует как дозирующее устройство, регулируя поток хладагента, когда он проходит через систему, что позволяет снизить давление и температуру хладагента.

Как работает тепловой насос — режим охлаждения

Одна из самых важных вещей, которые необходимо понять о работе теплового насоса и процессе передачи тепла, заключается в том, что тепловая энергия естественным образом стремится переместиться в области с более низкими температурами и меньшим давлением. Тепловые насосы полагаются на это физическое свойство, позволяя теплу контактировать с более прохладной средой с более низким давлением, чтобы тепло могло передаваться естественным образом. Так работает тепловой насос.

Тепловой насос в режиме охлаждения.

Шаг 1

Жидкий хладагент перекачивается через расширительное устройство на внутреннем змеевике, которое функционирует как испаритель.Воздух из помещения проходит через змеевики, где тепловая энергия поглощается хладагентом. Получающийся в результате прохладный воздух обдувается воздуховодами дома. Процесс поглощения тепловой энергии привел к тому, что жидкий хладагент нагрелся и испарился в газообразную форму.

Шаг 2

Теперь газообразный хладагент проходит через компрессор, который сжимает газ. В процессе сжатия газа он нагревается (физическое свойство сжатых газов). Горячий хладагент под давлением проходит через систему к змеевику наружного блока.

Шаг 3

Вентилятор наружного блока перемещает наружный воздух через змеевики, которые служат змеевиками конденсатора в режиме охлаждения. Поскольку воздух снаружи дома холоднее, чем горячий сжатый газовый хладагент в змеевике, тепло передается от хладагента к наружному воздуху. Во время этого процесса хладагент снова конденсируется до жидкого состояния при охлаждении. Теплый жидкий хладагент перекачивается через систему к расширительному клапану внутренних блоков.

Шаг 4

Расширительный клапан снижает давление теплого жидкого хладагента, что значительно его охлаждает. В этот момент хладагент находится в холодном жидком состоянии и готов к перекачке обратно в змеевик испарителя внутреннего блока, чтобы снова начать цикл.

Как работает тепловой насос — режим отопления

Тепловой насос в режиме обогрева работает так же, как и в режиме охлаждения, за исключением того, что поток хладагента реверсируется с помощью реверсивного клапана с соответствующим названием. Реверсирование потока означает, что источником тепла становится наружный воздух (даже при низких температурах наружного воздуха), а тепловая энергия выделяется внутри дома.Внешний змеевик теперь выполняет функцию испарителя, а внутренний змеевик выполняет роль конденсатора.

Физика процесса такая же. Тепловая энергия поглощается в наружном блоке холодным жидким хладагентом, превращая его в холодный газ. Затем к холодному газу прикладывают давление, превращая его в горячий газ. Горячий газ охлаждается во внутреннем блоке за счет прохождения воздуха, нагрева воздуха и конденсации газа до теплой жидкости. Теплая жидкость сбрасывается под давлением, когда она входит в наружный блок, превращая ее в охлаждающую жидкость и возобновляя цикл.

Как работает тепловой насос — Обзор

Тепловой насос — это универсальная и эффективная система охлаждения и обогрева. Благодаря реверсивному клапану тепловой насос может изменять поток хладагента и либо нагревать, либо охлаждать дом. Воздух обдувается змеевиком испарителя, передавая тепловую энергию от воздуха хладагенту. Эта тепловая энергия циркулирует в хладагенте в змеевике конденсатора, где она высвобождается, когда вентилятор продувает воздух через змеевик. Благодаря этому процессу тепло перекачивается из одного места в другое.

Местный эксперт Carrier HVAC может помочь оценить ваши потребности в отоплении и охлаждении и порекомендовать подходящую систему теплового насоса.

Как работают тепловые насосы

Цель этой страницы — охватить основные концепции, объясняющие, как работают тепловые насосы, и предоставить практическую информацию для всех, кто рассматривает возможность установки теплового насоса. Эта практическая информация включает в себя анализ стоимости установки и эксплуатационных расходов, а также список поставщиков. Тепловые насосы — прекрасное изобретение, весьма увлекательное с точки зрения физики.Вы видите их в повседневных применениях, будь то в системах охлаждения, таких как кондиционеры, или в системах отопления, которые будут объяснены на этой странице.

Для начала давайте сначала обсудим основы работы тепловых насосов.

Как работают тепловые насосы — основы

Тепловой насос — это устройство, которое «транспортирует» тепловую энергию из одного места в другое. Это основная особенность работы тепловых насосов. Кондиционер — это разновидность теплового насоса. Он «забирает» тепло из помещения и перекачивает его наружу.Таким образом, в помещении у вас есть холодный воздух, выходящий из вентиляционного отверстия после прохождения через теплообменник. С внешней стороны теплый воздух выходит из другого теплообменника. Теплообменник на внутренней стороне называется испарителем, а теплообменник на внешней стороне называется конденсатором.

В следующем разделе более подробно рассказывается о том, как работают тепловые насосы.

Принципы работы

На рисунке ниже показана схема теплового насоса.

Источник: http://en.wikipedia.org/wiki/Heat_pump. Автор: http://commons.wikimedia.org/wiki/User:Ilmari_Karonen

Ступень 1 — теплообменник горячей стороны (для кондиционеров это наружная сторона).

Ступень 2 — расширительный клапан.

Ступень 3 — теплообменник холодной стороны (для кондиционеров — на внутренней стороне).

Ступень 4 — компрессор.

Разделение тепловых насосов на эти четыре этапа является основным способом понять, как работают тепловые насосы.

В тепловых насосах используется рабочая жидкость, называемая хладагентом. Этот хладагент выбирается на основе его полезных физических свойств на различных этапах работы внутри теплового насоса. Хладагент циркулирует через тепловой насос с помощью компрессора, который управляет процессом. Хладагент входит в компрессор на стадии 4 в газообразном состоянии (насыщенный пар) при более низком давлении и более низкой температуре и выходит при более высоком давлении и более высокой температуре в перегретом газообразном состоянии.Затем хладагент проходит через теплообменник с горячей стороны и при этом переходит в жидкое состояние (стадия 1). Связанные с этим потери тепла газа и скрытая теплота конденсации (из-за фазового перехода от газа к жидкости) передаются из теплообменника в любую среду, с которой теплообменник контактирует. Для кондиционеров такой средой является наружный воздух. Затем хладагент проходит через расширительный клапан (стадия 2), который заставляет жидкий хладагент превращаться в смесь газа и жидкости при давлении и температуре ниже, чем перед входом в клапан.Затем эта смесь проходит через теплообменник холодной стороны на стадии 3, во время которой хладагент полностью превращается в газ. Связанная скрытая теплота парообразования (из-за фазового перехода жидкой части смеси в газ) поглощается теплообменником из любой среды, с которой теплообменник контактирует. Для кондиционеров такой средой является воздух в помещении. С этой стадии хладагент поступает в компрессор в виде насыщенного пара, и цикл повторяется.

Как вы, возможно, видите, полезные свойства хладагента — это в основном свойства фазового перехода, которые возникают спонтанно, когда хладагент подвергается изменениям давления и температуры как в компрессоре, так и в расширительном клапане.Чтобы полностью понять этот процесс, необходимо провести термодинамический анализ. Отличный справочник, объясняющий термодинамические детали того, как работают тепловые насосы: Модели тепловых насосов Ок-Ридж: I. Стационарная компьютерная модель проектирования для тепловых насосов воздух-воздух , Национальная лаборатория Ок-Ридж, С.К. Фишер, СК Райс, август 1983 года.

Интересным аспектом работы тепловых насосов является то, что вы действительно можете передавать больше тепловой энергии, чем энергия, необходимая для их работы. Например, с помощью кондиционера вы можете транспортировать больше тепловой энергии из здания, чем электроэнергии, необходимой для его питания. Это создает впечатление, что эффективность превышает 100%. Но как это возможно? Как можно получить что-то даром? Ну, на самом деле нет. Как было сказано ранее, тепловой насос просто переносит энергию из одного места в другое. Это не то же самое, что создавать что-то из ничего. Таким образом, в случае теплового насоса для семантики более подходящим становится определение коэффициента производительности (COP), который равен: (переносимая тепловая энергия) / (потребляемая энергия). Таким образом, для «эффективности» 400% COP = 4.

В качестве альтернативы можно использовать тепловой насос в качестве обогревателя вместо охладителя / холодильника. По сути, это означает, что кондиционер нужно перевернуть так, чтобы внешняя часть была обращена внутрь помещения, а внутренняя часть — наружу. С такой настройкой у вас будет обогреватель вместо кондиционера. И еще раз: вы можете получить кажущуюся эффективность более 100%.

Но есть загвоздка.

Для достижения высокого КПД необходимо работать в определенных диапазонах температур. Поэтому, если вы используете тепловой насос в качестве обогревателя зимой, у вас не может быть чрезмерно низкой температуры наружного воздуха, иначе ваш COP снизится. Фактически, COP будет приближаться к 1 для наружных температур -18 градусов Цельсия или ниже. Это связано с тем, что по мере того, как становится холоднее, становится все труднее извлекать тепло снаружи (перекачивать его в помещении). В конце концов, передаваемая тепловая энергия становится равной потребляемой электрической энергии (COP = 1), и стоимость отопления становится намного дороже.Таким образом, в этом случае тепловой насос, используемый для отопления, лучше всего использовать при умеренных зимних температурах.

Аналогичным образом, если вы используете тепловой насос в качестве охладителя (кондиционера) летом, у вас не может быть чрезмерно высокой температуры наружного воздуха, иначе ваш COP снизится. К счастью, летом никогда не бывает достаточно жарко, чтобы снизить коэффициент полезного действия до 1 — для этого потребуется температура наружного воздуха 50+ градусов по Цельсию!

Это интуитивно понятно — более низкий COP является результатом того, что тепловая энергия в большей степени «подталкивается вверх» и работает против естественного направления теплопередачи — от горячего к холодному. Таким образом, чем больше разница температур, с которой вы работаете, тем больше энергии требуется и тем меньше отдачи вы получите.

Итак, перед нами стоит практическая дилемма, особенно когда речь идет об обогревателе: чем больше он вам нужен, тем менее эффективным он становится, и чем меньше он вам нужен, тем эффективнее он становится. Но есть способ справиться с этим. Вы можете использовать тепловую энергию земли, чтобы поддерживать высокий КПД. Это обсуждается в следующем разделе.

Тепловой насос наземного источника

Этот раздел особенно полезен для многих людей, которые хотят знать, как работают тепловые насосы, поскольку они имеют в виду геотермальные / наземные источники.

На схеме ниже показан геотермальный тепловой насос. На этом рисунке показана конфигурация теплового насоса и контура заземления.

На этом рисунке показана сеть подземных труб, образующих замкнутый контур. Если вы войдете достаточно глубоко (например, 5-6 м в районе Оттавы) — значительно ниже линии замерзания, температура земли будет примерно постоянной 10 градусов Цельсия в течение всего года с небольшими колебаниями. Это связано с энергией солнца, которое нагревает землю и поддерживает постоянный температурный профиль круглый год на определенной глубине.Именно этот стабильный температурный режим позволяет геотермальному тепловому насосу работать эффективно.

В зимнее время жидкий раствор незамерзающей жидкости, такой как пропиленгликоль (смешанный с водой), который служит в качестве теплоносителя, прокачивается по трубам и по мере продвижения по ним нагревается примерно до (окружающей) земли. температура, которая для области Оттавы составляет 10 градусов по Цельсию. По мере того, как антифриз возвращается вверх (в нагретом состоянии), он попадает в теплообменник, который позволяет передавать тепловую энергию (полученную от земли) тепловому насосу, который затем передает энергию в помещении, чтобы обогреть здание.Охлажденный в этот момент раствор антифриза возвращается под землю, чтобы снова получить тепло от земли, и цикл повторяется. Длина трубы, идущей под землей, пропорциональна желаемой тепловой нагрузке.

В летнее время тепловой насос может работать в обратном направлении, как охладитель (кондиционер). Таким образом, операция аналогична, за исключением того, что вместо получения тепла от земли, раствор незамерзания (который теперь действует как охлаждающая среда) «отдает» тепло земле.По мере того, как антифриз возвращается вверх (в охлажденном состоянии), он попадает в теплообменник, который позволяет передавать тепловую энергию изнутри здания посредством теплового насоса. Это позволяет зданию охладиться внутри. Раствор антифриза, который нагревается в этот момент, возвращается под землю, чтобы снова терять тепло на землю, и цикл повторяется. Длина трубы, идущей под землей, пропорциональна желаемой охлаждающей нагрузке.

Что делает этот метод настолько привлекательным, так это то, что у вас есть бесплатный, легко доступный в изобилии «радиатор» или «источник тепла», доступный из-под земли, который можно использовать для высокоэффективных тепловых насосов.Зимой вы используете тепловой насос в качестве источника тепла, а летом вы включаете тепловой насос в обратном направлении и используете его в качестве источника охлаждения. Поскольку на определенной глубине под землей температура относительно постоянна круглый год, COP остается высоким круглый год.

Основным преимуществом этого метода является нагрев, поскольку именно там достигается большая часть экономии. Это может быть усовершенствование других методов отопления, которые могут использовать природный газ, мазут или электрическое отопление.Кстати, электрическое отопление — один из наименее эффективных способов обогрева здания, так как его коэффициент полезного действия равен 1.

Основным недостатком геотермальных тепловых насосов является первоначальная первоначальная стоимость, которая в США и Канаде может составлять около 2500 долларов (или больше) за тонну мощности. Обратите внимание, что одна тонна равна 12 000 БТЕ / час или 3,5 кВт.

Но поскольку годовые эксплуатационные расходы могут быть значительно ниже, чем у обычных систем отопления, эта система окупается за несколько лет.

На рисунке ниже показано изображение подземной трубопроводной сети, типичной для такой установки.

Источник: http://en.wikipedia.org/wiki/Ground_source_heat_pump. Автор: Marktj

Трубы можно укладывать вертикально под землей в глубокую яму глубиной в сотни футов или в большие неглубокие траншеи глубиной несколько метров. Глубокая яма может быть лучшим вариантом, если у вас небольшая территория или вы не хотите копать большие площади, хотя такая установка будет стоить больше, чем система с горизонтальной петлей. Длина используемой трубы обычно составляет сотни футов. Как правило, требуется 500-600 футов трубы в траншеях 250-300 футов на тонну пропускной способности системы, в зависимости от влажности почвы (ссылка: http: // www.earthheat.ca).

Трубы обычно изготавливаются из пластика, который требует большей длины для достижения температуры земли, чем металлические трубы, но они легче, гибче и очень долговечны.

Краткая информация

Вот несколько фактов о геотермальных тепловых насосах:

• Общее снижение затрат на электроэнергию в здании может составить до 60%.

• Срок окупаемости 6-8 лет.

• Типичный КПД геотермального теплового насоса для отопления и охлаждения составляет 3-4

В следующем разделе мы проведем анализ стоимости замещения.

Анализ затрат на замену

Если у вас есть система отопления, которую вы планируете заменить на систему с геотермальным тепловым насосом, разумно сначала оценить потребление энергии, чтобы узнать, сколько вы сэкономите, если вообще сэкономите. Попросите кого-нибудь прийти к вам домой или на работу и провести оценку. Но вы также можете попробовать свои силы в приблизительном подсчете, посмотрев на свои счета за электроэнергию. Если вы используете электричество для обогрева помещений и / или воды, то выясните, сколько затрат на электроэнергию связано с этими конкретными видами использования в течение одного года.Назовите эту сумму X . Таким образом, ваша годовая экономия будет равна AS = X (1 — 1 / COP).

Если вместо этого вы используете топливо, расчет становится более сложным. Сначала необходимо подсчитать, сколько топлива для отопления вы потребляете ежегодно. Ваши счета за электроэнергию должны содержать эту информацию. Воспользуемся природным газом в качестве примера расчета.

Для природного газа единицей измерения является объем, м 3 (кубических метров). Из ваших счетов за электроэнергию сложите общий объем (в м 3 ) природного газа, использованного в течение одного года, на основе показаний вашего счетчика.Назовите этот том V .

Плотность энергии природного газа составляет около 35 000 БТЕ / м 3 .

Сейчас,

35000 БТЕ = 10,26 кВтч

Для производства 10,26 кВт / ч тепловой энергии количество потребляемой тепловой энергии электроэнергии, необходимой тепловому насосу, составляет 10,26 / COP (например, для COP = 3 потребляемая энергия составляет 10,26 / 3 = 3,4 кВт / ч).

Тогда соответствующие затраты на электроэнергию равны EC = (10,26 / COP) × (стоимость киловатт-часа электроэнергии в вашем районе). Обратите внимание, что стоимость электроэнергии на кВтч должна равняться общей стоимости , которая составляет: (общая сумма, подлежащая оплате по счету за электроэнергию) / (общее количество потребленных кВтч на основе показаний вашего счетчика).В моем районе тариф на электроэнергию составляет 15 центов / кВтч.

Итак, годовые затраты на электроэнергию с использованием геотермального теплового насоса составляют EC × V .

Теперь, исходя из ваших счетов за электроэнергию, рассчитайте общих затрат на использование природного газа в течение одного года в размере , включая налоги. Назовите это NGC .

Таким образом, ваша экономия затрат в год составит AS = NGC EC × V . В некоторых случаях это число может быть отрицательным, и в этом случае вы заплатите больше за геотермальную систему с тепловым насосом, чем за вашу текущую систему.

Теперь можно посмотреть срок окупаемости.

Учитывая, что затраты на техническое обслуживание, вероятно, минимальны, приблизительный срок окупаемости в годах = (стоимость установки теплового насоса) / AS

Тот же базовый расчет применяется к другим видам топлива для отопления, таким как пропан. Просто отслеживайте используемые единицы и используйте правильную плотность энергии на единицу объема (онлайн-поиск предоставит вам эту информацию). В некоторых случаях вы можете использовать галлоны вместо кубических метров.

Геотермальный тепловой насос прямого обмена

Разновидностью геотермального теплового насоса является Геотермальный тепловой насос с прямым обменом .В этой системе медный змеевик теплового насоса помещается непосредственно в землю и в результате обменивается теплом напрямую с землей. Это обеспечивает более эффективный теплообмен с почвой, поскольку не происходит промежуточного теплообмена с контуром заземления до того, как произойдет теплообмен с змеевиком теплового насоса. Есть более прямой путь теплообмена. Эта более простая конструкция позволяет использовать более короткие трубки и снизить стоимость установки. Однако недостатком этой конструкции является то, что компрессор нельзя размещать на большом расстоянии от катушек заземления. Это может быть ограничительным в зависимости от приложения. Кроме того, стоимость хладагента может быть высокой из-за большого объема, необходимого для длинного медного змеевика.

Вернуться на страницу Engineering

Вернуться на домашнюю страницу Real World Physics Problems

пожаловаться на это объявление

Основы работы с тепловыми насосами — Инженерное мышление

Основы работы с тепловым насосом. В этой статье мы рассмотрим, как работают тепловые насосы. Существует несколько вариантов тепловых насосов, но в этой статье мы рассмотрим типичный тепловой насос с воздушным источником.В них используется реверсивный клапан , позволяющий работать как в режиме нагрева, так и в режиме охлаждения.

Прокрутите вниз, чтобы просмотреть обучающее видео на YouTube по основам работы с тепловым насосом

Основные части, которые вы найдете в любой системе, такие как внутренний блок, наружный блок и некоторые соединяющие их трубы.

Внутренний блок может быть установлен в систему воздуховодов, это очень распространено в Северной Америке. В любом случае, все они в основном работают одинаково.

Снимая крышки, мы обнаружим следующие компоненты.Внутри внутреннего блока мы находим теплообменник, затем у нас есть расширительный клапан и обратный клапан, а также небольшой вентилятор для циркуляции воздуха в помещении.

Внутри наружного блока находится компрессор. Это движущая сила хладагента вокруг системы. Мы снова найдем теплообменник в этом агрегате вместе с вентилятором, реверсивным клапаном, обратным клапаном и расширительным клапаном.

Режим охлаждения

Итак, в режиме охлаждения тепловой насос работает как обычный кондиционер.Наружный блок действует как конденсатор, а внутренний блок действует как испаритель.

Хладагент покидает компрессор в виде перегретого пара под высоким давлением и высокой температурой. Это направляется прямо в верхнюю часть реверсивного клапана. Реверсивный клапан решает, в каком направлении он может течь. В этом случае он отводится и направляется непосредственно к наружному теплообменнику, где хладагент будет конденсироваться, и он будет отдавать часть своей энергии.

Наружный воздух холоднее, чем температура хладагента внутри трубок.Вентилятор в наружном блоке продувает этот воздух через теплообменник, который забирает энергию из хладагента, вызывая его конденсацию. Помните, что хладагент всегда остается внутри трубок, он никогда не смешивается с воздухом. Тепловая энергия просто передается через стенку трубы, потому что существует разница температур, и горячее всегда течет к холодному.

Температура хладагента на выходе из компрессора намного выше температуры наружного воздуха. То есть, чтобы произошел теплообмен.Если бы хладагент и воздух имели одинаковую температуру, то теплопередача не происходила бы, и система кондиционирования воздуха не работала бы. Чем больше разница температур между хладагентом и наружным воздухом, тем сильнее может происходить теплообмен.

Таким образом, этот хладагент, когда он входит и проходит вокруг наружного теплообменника, конденсируется и становится жидкостью. К тому времени, когда он выйдет и пройдет через обратный клапан, это будет насыщенная жидкость средней температуры, но все еще под высоким давлением.Сила всего хладагента, выходящего из этого компрессора, толкает хладагент к другим компонентам в этой системе.

В этой конфигурации наружный блок, который действует как конденсатор, предназначен для отвода тепла от системы. Все нежелательное тепло, которое система будет забирать от внутреннего блока, будет отправлено на компрессор, который вытолкнет его в конденсатор, где он будет отводить нежелательное тепло в наружный воздух.Вентилятор нужен только для того, чтобы ускорить теплообмен.

Поскольку теперь жидкий хладагент направляется во внутренний блок, он достигает другого обратного клапана. Этот обратный клапан перевернут и не пропускает хладагент. Вместо этого он обойдет это и пройдет через расширительный клапан. Расширительный клапан расширяет хладагент.

Узнайте, как работают расширительные клапаны , здесь

Когда хладагент выходит из расширительного клапана, это будет парожидкостная смесь низкого давления и низкой температуры.Он будет перемещаться по внутреннему теплообменнику, и он начнет забирать часть нежелательной тепловой энергии из комнаты. Вентилятор внутри внутреннего блока циркулирует воздух по комнате, подавая теплый воздух в блок, а также выталкивая холодный воздух по комнате.

Здесь внутренний блок действует как испаритель. Хладагент поступает во внутренний блок в виде парожидкостной смеси, но он имеет очень низкую температуру кипения. Температуры воздуха внутри помещения достаточно, чтобы этот хладагент закипел и превратился в насыщенный — слегка перегретый пар.Он по-прежнему выталкивается всем хладагентом, который перекачивается из компрессора.

B, когда он покидает внутренний блок, хладагент будет выходить в виде насыщенного пара с низким давлением и низкой температурой. Он направится прямо обратно в реверсивный клапан, который в настоящее время настроен на отвод хладагента обратно в компрессор. Затем этот хладагент пройдет через компрессор и повторит весь цикл.

Режим обогрева

Если мы теперь посмотрим, как тепловой насос будет работать в режиме обогрева, то теперь вы увидите, что наружный блок действует как испаритель, а внутренний блок действует как конденсатор.

Итак, хладагент покидает компрессор снова в виде перегретого пара высокого давления, высокой температуры и направляется прямо к реверсивному клапану. В этой настройке реверсивный клапан отводит хладагент к внутреннему блоку, а не к наружному блоку.

Хладагент входит во внутренний блок, который теперь является конденсатором, и входит в него в виде перегретого пара высокого давления, высокой температуры.

Вентилятор в помещении обеспечивает циркуляцию воздуха в помещении через теплообменник.Этот воздух будет иметь более низкую температуру, чем температура хладагента в трубках теплообменника. Таким образом, хладагент будет отдавать некоторое количество энергии воздуху. Это конденсирует хладагент и превращает его в жидкость.

Хладагент покидает внутренний блок и направляется к обратному клапану и расширительному клапану. В этом случае он будет проходить через обратный клапан, потому что расширительный клапан не пропускает его через обратный клапан.

Хладагент течет по жидкостной линии прямо вниз к наружному блоку.Обратный клапан в наружном блоке не позволит ему пройти в этом направлении, поэтому вместо этого он будет проходить через расширительный клапан.

Расширительный клапан расширяет хладагент, и когда хладагент проходит через расширительный клапан, он уходит в виде парожидкостной смеси низкого давления и низкой температуры.

Теперь вентилятор в наружном блоке продувает воздух через теплообменник, температура которого выше точки кипения хладагента.Поэтому хладагент закипает и забирает часть тепла из этого воздуха.

Это превратит этот хладагент в насыщенный / слегка перегретый пар низкого давления и низкой температуры. Затем он направится прямо к компрессору, где он затем пройдет через компрессор и снова повторит весь цикл.

Итак, хладагент забирает эту тепловую энергию из всего внешнего воздуха и передает ее компрессору. Компрессор сжимает его, сжимает все вместе, что увеличивает температуру, поскольку частицы хладагента теперь больше сталкиваются, и выталкивает его к внутреннему блоку.

Сейчас многие люди говорят: «А как насчет зимой? Воздух холодный. Там нет энергии. Как же тогда вы берете энергию из воздуха? » Что ж, на самом деле в этом воздухе еще много энергии, и, конечно же, ее достаточно, чтобы ее можно было извлечь с помощью теплового насоса. Пока температура воздуха выше -273 градусов по Цельсию, в этом воздухе есть энергия, которую можно извлечь. Очевидно, что в нашем климате мы не опускаемся до такой температуры. Однако чем ниже температура, тем труднее извлекать энергию, и в какой-то момент система будет использовать больше энергии, чем извлекает.

Причина, по которой вы можете извлекать тепловую энергию из воздуха в зависимости от температуры, заключается в том, что температура кипения хладагента очень низкая.

Если сравнить воду и некоторые распространенные хладагенты. Мы знаем, что вода закипает при температуре около 100 ° C (212 ° F) и при этой температуре становится паром, пар выходит из воды и уносит тепло. С другой стороны, хладагент будет кипеть при очень низких температурах. Таким образом, пока температура воздуха выше этой точки кипения, он может накапливать тепло.


Пошаговое руководство по работе вашего теплового насоса

Тепловые насосы, которые можно адаптировать практически к любому приложению, становятся все более популярными в домах и на предприятиях в Уилмингтоне, Северная Каролина. Для многих наших клиентов это возможность сэкономить на счетах за электроэнергию, что делает их такими привлекательными. Людям также нравится, как тепловые насосы обеспечивают комфорт в любую погоду. В этом пошаговом руководстве по технологии теплового насоса объясняется, как работает тепловой насос и почему установка теплового насоса является отличным вариантом для контроля микроклимата.

Цикл охлаждения

Когда дело доходит до охлаждения, тепловые насосы и холодильники работают примерно одинаково. Тепло извлекается из воздуха внутри и перемещается за пределы помещения. Трехэтапный процесс заключается в преобразовании жидкого хладагента в газ, а затем обратно в жидкость. Ученые называют это фазовое преобразование или, попросту говоря, холодильным циклом. Тепловые насосы состоят из трех основных компонентов: испарителя, компрессора и конденсатора. Каждый из них играет решающую роль в том, как тепловые насосы перемещают тепло из одного места в другое.

  • ШАГ ПЕРВЫЙ: Компрессор, расположенный в наружном блоке, всасывает холодный газообразный хладагент и нагревает его под давлением. Затем компрессор закачивает горячий газ под высоким давлением в конденсатор.
  • ШАГ ВТОРОЙ: В конденсаторе используется вентилятор для охлаждения газа до жидкости, когда он проталкивается через спиральные металлические петли. Выделяемое тепло уходит в наружный воздух через металлические ребра на внешней стороне конденсатора.
  • ШАГ ТРЕТИЙ: Охлажденная жидкость поступает во внутренний испаритель через узкий клапан, замедляя поток хладагента.Затем он испаряется в газ, проходя через охлаждающие змеевики устройства, удаляя тепло из окружающего воздуха.

Вентилятор, подключенный к испарителю, направляет охлажденный воздух в систему распределения воздуха теплового насоса. Цикл охлаждения повторяется до тех пор, пока в вашем доме или на работе не будет достигнута температура, установленная на вашем термостате.

Типы тепловых насосов

Тепловые насосы с реверсивным режимом работы могут обеспечивать как обогрев, так и охлаждение. Некоторые модели могут даже увеличить объем горячего водоснабжения.Принцип работы тепловых насосов в холодную погоду зависит от выбранного вами типа установки теплового насоса.

  • Тепловые насосы «воздух-воздух» отбирают тепло из наружного воздуха и конденсируют его до тех пор, пока он не станет достаточно горячим, чтобы всем было комфортно тепло.
  • Геотермальные модели используют тепловую энергию, хранящуюся под поверхностью земли, для обогрева вашего дома или офиса.
  • В отличие от систем центрального кондиционирования, бесканальные тепловые насосы доставляют теплый воздух непосредственно в жилые помещения через отдельные кондиционеры.

Если у вас уже есть центральная воздушная печь, тепловой насос только для охлаждения предлагает энергоэффективный способ оставаться прохладным все лето. Какими бы ни были ваши потребности в комфорте в помещении, профессионалы Airmax Heating & Cooling помогут вам выбрать идеальную систему с тепловым насосом.

Комплексное обслуживание теплового насоса

Правильная установка важна для длительного использования новой системы теплового насоса. Важно, чтобы размер оборудования соответствовал вашим уникальным потребностям в комфорте. Негабаритная система будет тратить энергию и ваши деньги на частые циклы включения / выключения.Тепловые насосы меньшего размера не могут поддерживать желаемый уровень комфорта. В Airmax Heating & Cooling мы проводим расчеты нагрузки, чтобы вы чувствовали себя комфортно, не тратя слишком много на электроэнергию.

Наши специалисты по HVAC также могут проводить регулярные плановые настройки для повышения эффективности и производительности. Заброшенные тепловые насосы потребляют на 25 процентов больше энергии, чем хорошо обслуживаемые системы. Наши планы технического обслуживания позволяют легко поддерживать тепловой насос в отличном состоянии и экономить деньги на отоплении и охлаждении.Мы также предлагаем профессиональный ремонт теплового насоса, который вам понадобится, если ваша система когда-нибудь выйдет из строя.

Как работают тепловые насосы? Короткий ответ — замечательно! Для получения дополнительной информации о преимуществах этих энергоэффективных систем посетите наш раздел обслуживания тепловых насосов. Чтобы назначить бесплатную консультацию, позвоните в Airmax Heating & Cooling сегодня по телефону 910-795-4359.

404 | ГЕЛИОТЕРМ

Земельные участки

Пожалуйста, выберите … AfghanistanÅlandAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBonaire, Синт-Эстатиус и SabaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBritish Virgin IslandsBruneiBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo-BrazzavilleCook IslandsCosta RicaCôte d’IvoireCroatiaCubaCuraçaoCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEswatiniEthiopiaFalkland IslandsFaroesFijiFinlandFranceFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuernseyGuineaGuinea- БисауГайанаГаитиОстров Херд и острова МакдональдГондура Shong Kong SAR от ChinaHungaryIcelandIndiaIndonesiaIranIraqIrelandIsle из ManIsraelItalyJamaicaJapanJerseyJordanKazakhstanKenyaKiribatiKosovoKuwaitKyrgyzstanLaosLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacao САР ChinaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesiaMoldovaMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorth KoreaNorth MacedoniaNorthern MarianasNorwayOmanPakistanPalauPalestinePanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairn IslandsPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussiaRwandaSaint BarthélemySaint Елены, Вознесения и Тристан-да CunhaSaint Китса и NevisSaint LuciaSaint MartinSaint Пьер и MiquelonSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSão Tomé е PríncipeSaudi ArabiaSenegalSerbiaSeychellesSierra LeoneSingaporeSint MaartenSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomali aSouth AfricaSouth Джорджия и Южные Сандвичевы IslandsSouth KoreaSouth SudanSpainSri LankaSudanSurinameSvalbardSwedenSwitzerlandSyriaTaiwanTajikistanTanzaniaThailandThe BahamasTimor-LesteTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабских EmiratesUnited KingdomUnited StatesUnited Штаты Экваторияльная IslandsUruguayUS Virgin IslandsUzbekistanVanuatuVatican CityVenezuelaVietnamWallis и FutunaWestern SaharaYemenZambiaZimbabwe

Введение воды Источник Тепловой насос Система

Living вход справочником

Первый Интернет :

Реферат

Система наземного теплового насоса (GSHP) — это тип энергетической системы, которая обычно потребляет электроэнергию для охлаждения и обогрева зданий.Его наиболее выдающейся особенностью является использование земельных ресурсов, что отличает GSHP от других тепловых насосных систем. GSHP можно рассматривать как «зеленую» систему, в основном из-за использования геотермальной энергии, которая, как вид возобновляемой энергии, имеет огромный потенциал для сокращения выбросов CO 2 и потребления ископаемого топлива. В общем, более высокая производительность системы может быть достигнута за счет использования системы GSHP по сравнению с системой теплового насоса с воздушным источником из-за относительно небольшого изменения температуры земли по сравнению с окружающим воздухом.В типичной системе GSHP есть несколько основных компонентов, включая внутренние распределительные системы и теплообменники с грунтовым источником, использующие землю в качестве радиатора / источника. Роль внутренних распределительных систем состоит в том, чтобы справляться с нагрузками на охлаждение и обогрев здания, поглощая поступление тепла из помещения или обеспечивая теплом помещения через внутренние тепловые насосы. Тепловая энергия, переносимая тепловыми насосами, распределяется на землю через подземные теплообменники, расположенные под землей, или в здание через трубы / воздуховоды.

В этой главе представлены подробные обсуждения систем GSHP, включая темы геотермальных ресурсов, теплообменников из грунтовых источников, внутренних распределительных систем, технологий хранения тепла систем GSHP, а также связанных с ними экономических аспектов и воздействия на окружающую среду. Кроме того, рассматриваются новейшие концепции, конструкции и технологии для GSHP.

Ключевые слова

Тепловой насос источника воды WSHP Тепловой насос подземной воды GWHP Тепловой насос источника поверхностной воды SWHP Тепловой насос источника морской воды Тепловой насос источника сточных вод Водяной бак PCM

Это предварительный просмотр содержания подписки,

войдите в

, чтобы проверить доступ.

Ссылки

  1. 1.

    Гао Дж, Ван Х (2003) Принцип энергосбережения и конструкция системы теплового насоса источника воды. J North China Univ Technol 15 (1): 60–63

    Google Scholar
  2. 2.

    Jiang N (1997) Технология тепловых насосов для кондиционирования воздуха и ее применение. Mach Ind Press 1 (1): 2–3

    Google Scholar
  3. 3.

    Чен Х (2007) Исследование применимости водяного теплового насоса. Университет Чанъань, стр. 14–15

    Google Scholar
  4. 4.

    Ян Х (2014) Разработка и применение водяного теплового насоса для городского охлаждения и отопления. Централизованное теплоснабжение 1 (3): 57–60

    Google Scholar
  5. 5.

    Xu W (2011) Техническое руководство по наземному тепловому насосу. China Building Industry Press, стр. 3-4

    Google Scholar
  6. 6.

    Ding Z (2014) Принцип и применение теплового насоса источника воды. Struct Equip Instal 1 (4): 25–28

    Google Scholar
  7. 7.

    Cao Z (2011) Анализ характеристик и перспектив развития технологии водяных тепловых насосов.Clean Air Cond Technol 1 (4): 43–44

    Google Scholar
  8. 8.

    Ding Z (2012) Принцип и применение теплового насоса источника воды. Struct Equip Instal 1 (4): 25–28

    Google Scholar
  9. 9.

    Sun Q (2007) Состояние развития и тенденции технологий тепловых насосов для источников воды в стране и за рубежом. J Jiamusi Univ (Natural Science Edition) 25 (3): 433–434

    Google Scholar
  10. 10.

    Ян С. (2004) Тепловой насос источника воды и энергосбережение.Reason Energy Technol 1 (5): 23–26

    Google Scholar
  11. 11.

    Цян Т.В., Ян Дж. (2015) Обсуждение системы теплового насоса с источником поверхностной воды. Clean Air Cond Technol 1 (4): 47–50

    Google Scholar
  12. 12.

    Ма З., Лу И (2013) Проектирование и применение системы теплового насоса с грунтовым источником. Machinery Industry Press, стр. 48–49

    Google Scholar
  13. 13.

    Ма З., Яо Й. (2008) Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.China Building Industry Press, стр. 36–37

    Google Scholar
  14. 14.

    Ма З., Лу И (2007) Проектирование и применение системы теплового насоса с грунтовым источником. Machinery Industry Press, pp 32–36

    Google Scholar
  15. 15.

    Zhang J, Ma L (2009) Прогресс исследований технологии забора, обеззараживания и теплопередачи сточных вод в системе кондиционирования воздуха с тепловым насосом. HVAC 39 (7): 41–47

    Google Scholar
  16. 16.

    Di J (2009) Обсуждение очистки городских сточных вод.Sci Tech Inf Dev Econ 19 (31): 102–103

    Google Scholar
  17. 17.

    Ю Х, Лю Дж, Сяо Т. (2015) Применение технологии теплового насоса источника сточных вод в городском жилом отоплении. Urban Geol 10 (4): 21–24

    Google Scholar
  18. 18.

    Ma Z, Yao Y, Zhao L (2003) Технология тепловых насосов для использования с воздухом в перспективе системы теплового насоса источника сточных вод. China Water Supply Drain 19 (7): 41–43

    Google Scholar
  19. 19.

    Zhang XY, Xin B (2011) Прогресс исследований загрязнения подземных вод в Китае.Earth Environ 39 (3): 415–422

    Google Scholar
  20. 20.

    Zhao H (2012) Анализ способности перезарядки системы теплового насоса источника грунтовых вод. Hydrology 32 (3): 60–65

    Google Scholar
  21. 21.

    Chen X (2006) Исследование рабочих характеристик и оптимизации работы систем поверхностных водяных тепловых насосов. Университет Хунани

    Google Scholar
  22. 22.

    Чжан Л. (2004) Исследование всасывания и оптимальной работы насосной станции у реки с широкими колебаниями уровня воды в реке.Уханьский университет

    Google Scholar
  23. 23.

    Ma Z, Lu Y (2014) Проектирование и применение геотермального теплового насоса, 2-е изд. China Machine Press, Пекин, стр. 141

    Google Scholar
  24. 24.

    Чжан Дж. (2007) Состояние применения и проблемы тепловых насосов для поверхностных вод в настоящее время. Refrig Air Cond Electric Power Mach 06: 73–77

    Google Scholar
  25. 25.

    Song Y, Ma H, Fan R, Long W. (2010) Применение и анализ замкнутой системы водяного теплового насоса с поверхностным контуром.Build Sci 12: 54–58. +63

    Google Scholar
  26. 26.

    Zhang N (2010) Тепловой насос с поверхностным водным источником и интегрированное приложение для аккумулирования тепла. Университет Чунцина

    Google Scholar
  27. 27.

    Ni J, Ye L (2014) Применение и анализ технологии водозабора в системе теплового насоса с поверхностным водным источником. Energy Conserv 10: 46–49. +3

    Google Scholar
  28. 28.

    Yao Y (2008) Технология тепловых насосов HVAC.Пресса об архитектуре и строительстве Китая

    Google Scholar
  29. 29.

    (1986) Серия океанографии морской школы Нинбо. Beijing Ocean Press

    Google Scholar
  30. 30.

    Yu T (2015) Применение системы водяного теплового насоса в районе Даляня. Двери и окна 01

    Google Scholar
  31. 31.

    Wu J (2009) Технология перколяционной воды в применении системы теплового насоса источника морской воды. Тяньцзиньский университет 8

    Google Scholar
  32. 32.

    Huang Y (2015) Обсуждение технологии тепловых насосов для очистки сточных вод. Технологии и предпринимательство 6

    Google Scholar
  33. 33.

    Ян Г. (2011) Исследование по проектированию системы теплового насоса источника сточных вод и усовершенствованию теплообменника сточных вод. Университет Тяньцзинь

    Google Scholar
  34. 34.

    Лю X (2011) Исследование теплопередачи связанного оборудования системы теплового насоса источника морской воды. Тяньцзиньский университет

    Google Scholar
  35. 35.

    Yaoqing L (2007) Практическое руководство по отоплению и кондиционированию воздуха (второе издание). China Architecture & Building Press

    Google Scholar
  36. 36.

    Wei Xu (2013) Отчет о разработке тепловых насосов из грунтовых источников в Китае (2013). China Architecture & Building Press

    Google Scholar
  37. 37.

    Ян С. (2010) Исследование характеристик теплопередачи для теплообменника накопления энергии в водонагревателе теплового насоса. Университет Хуанань Лигун

    Google Scholar
  38. 38.

    Хан Дж. (2013) Применение технологий аккумулирования тепловой энергии для отопления в здании. Urban Constr Theory Res, pp 14–16

    Google Scholar
  39. 39.

    Zhou C (2014) Прикладное исследование накопления тепла с фазовым переходом в системе кондиционирования воздуха с тепловым насосом. Tianjin Shangye University

    Google Scholar
  40. 40.

    Xia L (2011) Разработка композитного материала для хранения энергии с фазовым переходом и исследование тепловых физических явлений в скрытом хранении тепловой энергии.Шанхайский университет Цзяотун

    Google Scholar
  41. 41.

    Chen W, Guo X, Zhao L, Zhang T (1999) Экспериментальное исследование особенностей фазового перехода смешанного органического материала. J Sol Energy 4: 426–431

    Google Scholar
  42. 42.

    Чжан Р. (2015) Проектирование и анализ системы энергоснабжения в китайско-германском демонстрационном центре сверхнизкого энергопотребления. Шэньянский университет Цзяньчжу

    Google Scholar
  43. 43.

    Кан Л. (2011) Исследование производительности системы подогрева пола с тепловым насосом, использующим грунт, и накопителем энергии с фазовым переходом.Hebei Gongcheng University

    Google Scholar
  44. 44.

    Ван Ф., Чжэн М., Ли З. (2006) Применение материалов с фазовым переходом в системе теплового насоса солнечно-земного источника. J Sol Energy 12: 1231–1234

    Google Scholar
  45. 45.

    Xia X, Shan R, Shi T (2015) Дизайн и практика экологичного строительства со сверхнизким энергопотреблением в холодных регионах. Shenyang Jianzhu University

    Google Scholar
  46. 46.

    Cao C (2015) Оптимизационный анализ теплового насоса с двумя источниками на основе накопления энергии с фазовым переходом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *