Тепловой насос воздух вода для отопления: Подбираем тепловой насос воздух-вода – как сделать расчет и подобрать марку

Тепловые насосы воздух — воздух и воздух — вода

 Тепловой насос воздух-вода для отопления дома 

  Для отопления жилого дома площадью 100-120 кв.м вам понадобится тепловой насос подогревающий воду к примеру Cooper&Hunter CH-HP12SINKM, отличается высокой надежностью (завод Gree, компресоры Daikin) и доступной ценой. Если вы хотите уложится в бюджет, то альтернатива из теплового насоса воздух — воздух, к примеру можно купить два тепловых насоса Cooper&Hunter CH-S12FTXAM2S Supreme .

Интернет-магазин «Климавент» предлагает вашему вниманию большой выбор тепловых насосов для отопления дома воздух воздух и воздух-вода. Воздушные тепловые насосы – это современное высокотехнологичное климатическое оборудование, работающее по тому же принципу, что и инверторные кондиционеры типа «сплит-система» или геотермальные насосы. Основная особенность заключается в том, что эти устройства предназначены для использования в качестве отопительных приборов.

 Наш ассортимент

В нашем каталоге представлена продукция ведущих мировых брендов, таких как Cooper&Hunter и Electrolux, обладающие множеством достоинств:

• Высокое качество исполнения и сборки;
• Элегантный дизайн, привлекательный внешний вид;
• Простота применения;
• Оптимальное соотношение цены, мощности и производительности;
• Низкое потребление электрической энергии;
• Надежность, практичность, долгие сроки службы;
• Быстрый обогрев помещения;
• Превосходные эксплуатационные характеристики;
• Отличная функциональность.

Если вы хотите недорого купить тепловой насос воздух воздух / вода для дома в Москве и Подмосковье то лучшим решением будет обратиться к нам. Мы всегда готовы помочь вам с подбором модели, которая будет стоить достаточно дешево и выполнять свои функции на все 100%. Оформить заказ вы можете из каталога на сайте или по телефону. Доставку мы производим по Москве, Московской области и всей России, также предоставляем услуги монтажа.

 Мы предлагаем отличные условия:

• Широкий ассортимент;
• Доступная стоимость тепловых насосов для отопления дома;
• Высококачественная брендовая продукция;
• Оперативная доставка по России;
• Профессиональный монтаж;
• Выгодные акции и спецпредложения;
• Консультация и помощь в выборе.

Двухагрегатный тепловой насос воздух-вода BWL-1S

Двухагрегатный тепловой насос воздух-вода BWL-1S

*(COP = Coefficient of Performance, коэффициент производительности) согласно EN 14511: до 5,1 (воздух 7 °C/вода 35 °C) и до 4,27 (воздух 2 °C/вода 35 °C)

Тепловые насосы воздух/вода

Тепловой насос и возобновляемые источники энергии

Воздух, вода и земля являются источниками  большого количества возобновляемой энергии, благодаря солнечному свету и дождю. Тепловой насос извлекает тепло из окружающей среды (воздух, вода, земля) и передает его вам с целью обогрева или охлаждения с небольшими энергетическими затратами.

Преимущества тепловых насосов

Экономия энергии до 70 %

На 1 кВт потребляемой энергии тепловой насос производит в среднем до 4 кВт тепла, таким образом 3 кВт вы получаете бесплатно (коэффициент преобразования КОП — в среднем равен 4 ).

Отопление и охлаждение: две функции в одном устройстве

Такой тепловой насос называется реверсивным. Зимой тепловой насос вас согревает, а летом приносит приятную прохладу, а система регулирования гарантирует оптимальный комфорт, отвечающий вашим потребностям.

Защита окружающей среды

Использование энергии наружного воздуха для отопления – это выбор в пользу защиты окружающей среды. Отказ от использования ископаемых видов топлива помогает избежать парникового эффекта и сохранить природные ресурсы.

Как это работает?

Aэротермальный тепловой насос (воздух-вода)

Используя принцип аэротермии, тепловой насос извлекает природное тепло воздуха (даже зимой).

• Работа в режимах отопления и охлаждения
• Идеальное использование для небольших помещений
• Простая установка не требующая дополнительной площади или скважин
• Высокая производительность (КОП от 3,5 до 4,2)

Геотермальный тепловой насос (земля-вода, вода-вода)

Геотермальные тепловые насосы используют энергию, присутствующую в недрах земли, для отопления, горячего водоснабжения и охлаждения летом.

• Работа в режимах
  отопления и охлаждения
• Принцип геотермии  не требует обязательно большой площади поверхности земли, если выбор
  сделан в пользу бурения или использования тепла грунтовых вод.
• Установка незаметная визуально, а также акустически
• Высокая производительность (КОП до 5,6 при 10°C.)

Термодинамический водонагреватель

В предложении De Dietrich на Российском рынке 2 тепловых насоса для ГВС — Kaliko и Kaliko ESSENTIEL
Термодинамический водонагреватель работает по принципу аэротермического теплового насоса и получает энергию из воздуха.
Установленный, в идеале, в подвальном помещении, он с максимальной эффективностью в течение всего года использует тепло комнатного или наружного воздуха

≋ Как работает тепловой насос «воздух вода» • Принцип действия

Тепловой насос воздух-вода — это энергоэффективная система, которая появилась на рынке Украины не так давно, но уже получила широкое распространение и положительные отзывы покупателей. Централизованное отопление на сегодняшний день имеет высокую стоимость и низкое качество, поэтому тепловой насос стал достойной заменой обычным батареям. Данный агрегат характеризуется универсальностью, поскольку служит для организации нагрева воды и отопления/охлаждения помещений.

Внешне насос воздух-вода схож с обычной сплит-системой: он имеет наружный и внутренний блоки. Система оснащена конденсатором, испарителем и компрессором. Конденсатор — это элемент внутреннего модуля системы, в котором происходит передача тепловой энергии носителю (воде). Испаритель расположен в наружном блоке, в нем происходит отбирание тепла из воздуха. Тепловой насос воздух-вода считается самым простым и эффективным устройством для обеспечения комфортного микроклимата в помещении.

Рекомендуем товар

Как работает тепловой насос “воздух-вода”?

Принцип работы достаточно простой и состоит из следующих этапов:

• Во внешнем модуле устройства расположен мощный вентилятор, который забирает воздух с улицы.
• Далее происходит прямой контакт наружного воздуха с испарителем (теплообменником).
• Внутри испарителя циркулирует по замкнутому контуру хладагент, который нагревается и испаряется (т.е. переходит в газообразное состояние). Особое свойство хладагента — это кипение при низких температурах.
• Газообразный хладагент поступает в компрессор (который работает от электричества), где происходит его сжатие. При сжатии повышается давление и температура хладагента.
• Нагретое вещество под высоким давлением перемещается в конденсатор, где отдает тепло носителю (в данном случае воде). После отдачи хладагент охлаждается, происходит конденсация и, как следствие, газообразное состояние переходит в жидкое.
• В контуре установлен расширительный вентиль, задачей которого является снижение давления. Пройдя его, жидкий хладагент снова попадает в испаритель (теплообменник) и переходит в газообразное состояние. Данный цикл постоянно повторяется.

Таким образом становится понятно, как работает тепловой насос воздух-вода. Ведь воздух является бесконечным возобновляемым природным ресурсом (при этом совершенно бесплатным). Это дает возможность сэкономить большую часть денежных средств при обогреве помещения.

Рекомендуем товар

Технические характеристики энергосистемы воздух-вода

Преимуществ у теплового насоса данного вида множество. Среди них и экономичность, и универсальность, и простота в эксплуатации, и экологичность. Однако, по нашему мнению, стоит обратить внимание на такие показатели:

• Объем воды. Энергоагрегат типа воздух-вода может быть рассчитан не только на организацию отопления/охлаждения, но и на подачу горячей воды. Объем накопительной емкости свидетельствует о потенциальном расходе тепловой энергии, площади помещения и т.д. Нагретая вода циркулирует в оборудованной системе отопления (радиаторах, фанкойлах, системе теплый пол).
• Показатель COP. Компрессор, который обеспечивает сжатие газообразного хладагента, работает от электросети, следовательно затрачивает электроресурсы. Значение COP, указанное в технической документации, показывает соотношение вырабатываемой энергии к потребляемой. То есть, если значение равно 3, значит тепловой насос воздух-вода вырабатывает энергии в три раза больше, чем потребляет. Чем выше показатель, тем лучше и экономичнее прибор.
• Работа при отрицательной температуре. Тепловой насос способен отбирать тепло даже при минусовых температурах (есть модели устройств, которые работают при температуре наружного воздуха до -10°C, а также до -25°C).
• Значение SCOP — это сезонный коэффициент производительности теплового насоса. Ведь температура окружающей среды постоянно меняется. Рассчитывается значение в зависимости от климатической зоны, а за основу берется несколько показателей температурного режима (в зимнее и летнее время).

Рекомендуем товар

Достоинства тепловых насосов воздух-вода

• Альтернатива дорогостоящим видам отопления. Газовое, электрическое или центральное отопление — это всегда дорого, при этом цена на данные источники тепла постоянно растет. В современных странах уже давно используют энергоэффективные приборы: солнечные батареи, ветрогенераторы и прочие устройства. Они не только экономичны, но еще и безвредны для окружающей среды и человека.
• Длительный срок службы. Такая тепловая установка рассчитана на долгий период эксплуатации, имеет несколько лет гарантии и может быть модернизирована по истечению многих лет.
• Многофункциональность. Тепловой насос можно использовать для обогрева, охлаждения и подачи горячей воды. Кроме того, существуют как бытовые установки, так и промышленные. Это отражается на эффективности и стоимости прибора.
• Простота монтажа. В сравнении с тепловыми насосами других видов, данный тип (воздух-вода) является самым простым. Он подходит для любой местности, включая город. Не требует оформления разрешительных документов и других бумаг. Кроме того, агрегат не занимает много места в помещении и почти бесшумный.
• Безопасность. Конструкция теплового насоса не имеет никаких взрыво- и пожароопасных веществ (топлива, газа). Поэтому, используя агрегат, можно не переживать за свое здоровье и жизнь.

Для любого теплового насоса все равно потребуется электроэнергия — этот факт следует учитывать. Однако ее потребление снизится в несколько раз, что не может не радовать.

Наша компания — это лидер в Украине в сфере климатической техники. Мы постоянно тестируем все инновационные устройства, чтобы оценить их достоинства и недостатки. Поэтому, чтобы познакомиться с работой теплового насоса, приглашаем Вас к нам в офис. Мы продемонстрируем Вам его наглядно, ведь у нас он уже давно установлен. Несмотря на то, что оборудование дорогостоящее, его эффективность полностью оправдана.

Рекомендуем товар

Toshiba Estia – новый тепловой насос «воздух-вода»

Собственная система отопления и горячего водоснабжения, причем экологически безопасная и экономичная – вот что такое

Преимущества теплового насоса

На 1 кВт электроэнергии Toshiba Estia производит до 4,66 кВт тепловой энергии, забирая ее из уличного воздуха. Тепловой насос Toshiba Estia обладает наивысшим коэффициентом эффективности COP в своем классе. Неудивительно: в его основе — передовая инверторная технология и двухроторный компрессор постоянного тока.

Единая система с удобным управлением обеспечивает как отопление всего дома и теплый пол, так и горячую воду для кухни и ванной. Estia изготавливается из высококачественных компонентов и материалов, работает на эффективном хладагенте R-410A.

К тому же, пользуясь тепловым насосом «воздух-вода», вы заботитесь об экологии Земли – ведь они не расходуют невозобновляемого топлива. По данным Международного института холода (IIR) в мире работают около 130 млн. тепловых насосов, их использование снижает выброс СО2 примерно на 0,13 млрд тонн в год – примерно столько составляет годовой выброс СО2 Нидерландов или Чехии!

Конструкция Toshiba Estia

Основные компоненты:

1. Наружный блок
   
2. Гидромодуль
   
3. Накопительный бак горячей воды
   
4. Панель управления с недельным таймером
   
5. Радиаторы отопления, теплый пол, фанкойлы
   

Компактный наружный блок с пластинчатым теплообменником можно разместить в любом удобном месте — возле дома или на балконе. Гидромодуль с нагревателем (3, 6 или 9 кВт) оптимально распределяет воду между потребителями и накопительным баком, а также точно контролирует ее температуру. Накопительный бак Estia (150, 210 и 300 литров) изготовлен из нержавеющей стали, а для антибактериальной защиты температура в баке регулярно повышается.

Панель управления с недельным таймером контролирует распределение горячей воды между одной или двумя зонами и накопительным баком. Для удобства панель прикрепляется к гидромодулю. Установщик может выбрать несколько постоянных значений температуры горячей воды или автоматическое регулирование. 

Тепловой насос Toshiba Estia можно использовать как с радиаторами отопления, так и с системой подогрева пола и фанкойлами. Если здание уже оборудовано бойлером на газовом или твердом топливе, то тепловой насос может быть объединен с существующей системой отопления.

Тепловой насос Toshiba оснащен защитой от замерзания и работает при температурах до -20 °C. Estia несложен в установке, а благодаря большой длине трассы компоненты системы можно расположить удобным образом. Для теплового насоса не нужен ни дымоход, ни подземные коммуникации, требующие дополнительных работ.

Тепловой насос «Воздух – Вода» SDA-XX INV

Тепловой насос «воздух – вода» SDA INV производства УКЗТН является универсальной установкой, предназначенной для отопления, кондиционирования и обеспечения горячей санитарной водой бытовых и производственных помещений, эффективно используя в качестве рабочей среды для сбора тепловой энергии внешний воздух при его температуре до -25°С включительно. Серия включает в себя типовые установки различной мощности, оснащённые компрессорами BLDC на постоянных магнитах с инверторным управлением: SDA-03(INV), SDA-04(INV), SDA-05(INV), SDA-06(INV), SDA-07(INV), SDA-09(INV), SDA-012(INV).

Если рассматривать возобновляемые источники энергии для обогрева зданий и сооружений, то атмосферный воздух будет представляться наиболее доступным среди них. На самом деле, даже в зимний период, когда воздух на улице, по нашим ощущениям, холодный, он может служить хорошим источником тепла, если удастся охладить его ещё больше, направив высвободившуюся энергию на обогрев помещений. Для этой цели предназначен тепловой насос «воздух – вода».

Ещё несколько лет назад тепловые насосы «воздух – вода» могли эффективно работать только при околонулевой температуре по Цельсию или выше, что ограничивало их применение в зимних условиях. Даже сейчас большинство китайских и многие из европейских производителей выпускают тепловые насосы «воздух – вода», не являющиеся низкотемпературными. В наших широтах их можно использовать только в комбинации с другим теплоисточником (бивалентная система). Появление ЭВИ-компрессора несколько лет назад позволило создать низкотемпературный тепловой насос «воздух – вода», после чего атмосферный воздух полноценно вошёл в возобновляемые источники энергии не только, как средство выработки электроэнергии в ветрогенераторах, но и полноценный источник тепла даже в условиях низких температур.

УКЗТН SunDue одним из первых в своё время перешёл на выпуск тепловых насосов «воздух – вода» с компрессором EVI. Насосы именно этой модели, две установки SDA-09(EVI), были установлены в бассейне Самарского государственного университета (ныне с ноября 2015 года СамГУ входит в Самарский государственный аэрокосмический университет) на первом этапе инсталляции теплонасосной системы для подогрева бассейна.

Однако время не стоит на месте, и появление нового компрессора с полноценным инверторным управлением (некоторые продавцы теплонасосного оборудования лукаво именуют частотный преобразователь инвертором) открыло новые возможности. Также в числе первых, среди производителей тепловых насосов в мире, УКЗТН разработал тепловой насос «воздух – вода» с инверторным компрессором BLDC и приступил к его выпуску в январе 2016 года.

Неоспоримым преимуществом при выборе теплового насоса «воздух – вода» является то, что все работы по устройству внешнего контура заключаются в монтаже внешнего блока и не требуют земляных работ. В целом процесс монтажа схож с монтажом кондиционера.

Однако, следует признать, что даже с компрессором ЭВИ теплонасосная установка «воздух – вода» при низких температурах имеет коэффициент преобразования тепловой энергии ниже, чем, например, тепловой насос «вода – вода» или геотермальный тепловой насос. Для решения этой проблемы специалистами УКЗТН была разработана новая модель теплового преобразователя – универсальный геотермально-воздушный тепловой насос SDU DROID, который вобрал в себя преимущества нескольких типов оборудования, и использует в качестве теплоисточников все доступные возобновляемые источники энергии – воздух, грунт, воду. Соответственно, SDA INV является упрощённой версией теплонасоса Дроид, предназначенной для работы с воздухом в качестве теплоисточника (опционально доступно увеличение функционала) и лишённой встроенного бака для горячей воды.

Тепловой насос «воздух – вода» SDA INV в системе отопления может использоваться совместно с теплоаккумулятором ATWS. Однако, необходимость в буферной ёмкости не всегда очевидна и выяснять это лучше всего на этапе проектирования.

Для реализации функции горячего водоснабжения к имеющемуся в установке разъёму необходимо подсоединить бойлер косвенного нагрева TWS.

Тепловой насос «воздух – вода» SDA INV способен нагревать теплоноситель внутренней системы отопления до +65°С. Это делает возможным использование радиаторных систем отопления. Однако, как и любой теплонасос, тепловой насос «воздух – вода» SDA будет более эффективен в сочетании с низкотемпературными внутренними системами отопления – водяным полом или фанкойлами. И, конечно, фанкойл будет наиболее эффективен для реализации функции кондиционирования.

Стоит отметить, что отсутствует необходимость установки устройства плавного пуска или частотного преобразователя в тепловой насос «воздух – вода», цена устройства уже включает в себя полноценное инверторное управление.

Тепловой насос «воздух – вода» купить непосредственно у завода-изготовителя можно, обратившись в представительство УКЗТН в Северо-Западном федеральном округе – компанию Тепло-Heat. Стоимость установок приведена в разделе ЦЕНЫ, также в этот раздел можно перейти с марок моделей в таблице характеристик.

Тепловой насос. Отопление оборудованием KAUKORA OY Jaspi Matrix и NIBE Industrier AB (Nibe Heating)

Тепловой насос забирает тепловую энергию солнца и использует ее для отопления и нагрева воды.

Затраты на приобретение и установку теплового насоса считаются достаточно высокими. После повышения цен на энергию тепловыми насосами заметно заинтересовались и они стали более популярны в последнее время в качестве систем отопления как в новых домах, так и на объектах реконструкций. Причина кроется в том, что тепловым насосом возможно снизить расход первичной энергии (например, электричество, дизель), а в дальнейшем и уменьшить потребность в отоплении, например, при использовании твердого топлива. Эффективность тепловых насосов выражается теплoвым коэффициентом (СОР). На величину коэффициента влияют источник тепла и тип насоса.

В широком модельном ряду тепловых насосов JAMA компании KAUKORA OY обязательно найдется подходящее Вам решение. В модельный ряд входят геотермальные тепловой (JAMA Star и Star RST), тепловые нaсосы воздух-вода (JAMA Moon) и тепловые нaсосы воздух-воздух (JAMA Jupiter, Mars и Saturnus).

Отопление тепловым насосом – природное тепло для вашего дома.

Тепловой насос — отопление, которому не будет альтернативы в будущем.

Тепловые насосы – новое слово в старой, как мир, проблеме домашнего отопления. В Европе все большее число владельцев загородных домов обращается к альтернативным способам обогрева жилья. В качестве источника тепловой энергии нередко используется геотермальный насос, аккумулирующий тепло из земли. В отличие от других отопительных систем, работающих на газе, электроэнергии или твердом топливе, применение теплового насоса позволяет не только повысить эффективность обогрева, но и снижает зависимость от таких внешних факторов как проектирование дополнительного помещения (для котельной) или эксплуатация с обязательной профилактикой для газовых котлов. Современное производство тепловых насосов включает в себя полный природный цикл: земля – воздух, вода-воздух, воздух – вода, воздух – воздух, вода – вода.

Не представляет особой сложности, поскольку тепловые насосы работают по принципу сбора тепла из воды, грунта или воздуха, сжатия его и последующей передачи в отопительные системы здания. Вне зависимости от того, откуда поступает энергия, необходимая для обогрева дома, монтаж теплового насоса подразумевает обязательное использование труб с незамерзающей жидкостью. «Хладоген» собирает из своего ближайшего окружения всю возможную тепловую мощность, передает ее в тепловой насос, после чего снова приступает к сбору тепла. Так работает и геотермальный, и воздушный, и водяной тепловой насос. Разница между ними будет лишь в том, что водяные тепловые насосы будут извлекать энергию из воды, в то время как воздушные – из окружающих их теплых потоков воздуха. С точки зрения эксплуатационной характеристики, тепловые насосы – многофункциональны: зимой их установка позволяет обогреть дом, летом – остудить помещения, используя их как кондиционер. Тепловой насос на частной территории можно использовать и для бассейна, как отличный подогреватель воды.

Стоимость теплового насоса берет в расчет не только его характер (промышленный или частный), но и степень известности фирмы-изготовителя, поставляющей это устройство на рыночный форум. Как показывает практика: при выборе теплового насоса лучше не скупиться, поскольку для обогрева дома нужны не самодельные, а изготовленные по высшему разряду устройства, продажа которых осуществляется давно работающими на рынке компаниями. Оптимальным вариантом применения тепловых насосов является потребность обогрева жилых помещений, общей площадью в 300 кв. метров и выше. В противном случае финансовые затраты просто не окупятся. Стоимость тепловых насосов в настоящее время достаточно высока, но это не повод для отказа от такого инновационного устройства. В наше время купить тепловой насос – это то же самое, что вложиться в свое будущее: стабильное, теплое, экономичное. Крупные города, такие как Москва, давно уже держат курс на проживание в частном областном секторе, а там такой обогрев будет, ой, как выгоден. И пусть схемы и стоимость работы других производителей тепловой энергии пока еще более привычны, и предпочтения тепловым насосам отдают не так часто по сравнению с последними, они все равно не выдерживают.

Работа теплового насоса или как все это происходит на самом деле?

Расчет и схема теплового насоса могут быть разными, нокакая бы схема подключения теплового насоса не использовалась в обогреве помещения, можно с уверенностью сказать, что мы имеем дело с новым альтернативным способом получения энергии из естественного тепла, выделяемого окружающей нас природой. К примеру, геотермальный тепловой насос – это изначальная скважина, в которую для извлечения грунтового тепла вводятся специальные трубы. Текущая по ним жидкость вбирает в себя окружающую энергию и отдает ее во внутренний контур устройства. Здесь при низком давлении и температуре (5°С) происходит превращение жидкости в газ, последний поступает в компрессор, где под воздействием высокого давления и температуры происходит тепловой обмен между горячим газом и теплоносителем, связанным с трубопроводной системой дома. Отдав свое тепло зданию, газ охлаждается, превращается в жидкость и отправляется за новой порцией домашнего тепла.

Поставка тепловых насосов ведущего бренда на рынке отопления.

Водонагреватели с тепловым насосом | Министерство энергетики

Водонагреватели с тепловым насосом используют электричество для переноса тепла из одного места в другое, вместо того, чтобы генерировать тепло напрямую. Следовательно, они могут быть в два-три раза более энергоэффективными, чем обычные электрические водонагреватели сопротивления. Чтобы переместить тепло, тепловые насосы работают как холодильник в обратном направлении.

В то время как холодильник забирает тепло из ящика и сбрасывает его в окружающую комнату, автономный водонагреватель с воздушным тепловым насосом забирает тепло из окружающего воздуха и сбрасывает его — при более высокой температуре — в бак для нагрева воды.Вы можете приобрести автономную систему водяного отопления с тепловым насосом в виде интегрированного блока со встроенным водонагревателем и резервными резистивными нагревательными элементами. Вы также можете модернизировать тепловой насос для работы с существующим обычным водонагревателем.

Водонагреватели с тепловым насосом требуют установки в местах, температура которых поддерживается круглый год при температуре 40–90ºF (4,4–32,2ºC) и обеспечивает не менее 1000 кубических футов (28,3 кубических метров) воздушного пространства вокруг водонагревателя. Прохладный отработанный воздух можно выводить в комнату или на улицу.Устанавливайте их в помещении с избыточным теплом, например, в топке. Водонагреватели с тепловым насосом не будут эффективно работать в холодном помещении. Они, как правило, охлаждают помещения, в которых находятся. Вы также можете установить систему теплового насоса с воздушным источником, которая сочетает в себе отопление, охлаждение и нагрев воды. Эти комбинированные системы забирают тепло из наружного воздуха зимой и из воздуха в помещении летом. Поскольку они удаляют тепло из воздуха, любой тип теплового насоса с воздушным источником работает более эффективно в теплом климате.

Домовладельцы в первую очередь устанавливают геотермальные тепловые насосы, которые отводят тепло из земли зимой и из воздуха в помещении летом для обогрева и охлаждения своих домов. Для нагрева воды вы можете добавить пароохладитель к системе геотермального теплового насоса. Пароохладитель — это небольшой вспомогательный теплообменник, в котором для нагрева воды используются перегретые газы от компрессора теплового насоса. Эта горячая вода затем циркулирует по трубе в водонагревателе дома.

Пароохладители также доступны для безбаквальных водонагревателей или водонагревателей по запросу. Летом пароохладитель использует избыточное тепло, которое в противном случае было бы отведено на землю. Поэтому, когда геотермальный тепловой насос часто работает летом, он может нагреть всю вашу воду.

Осенью, зимой и весной, когда пароохладитель не производит столько избыточного тепла, вам придется больше полагаться на накопитель или потребовать водонагреватель для нагрева воды. Некоторые производители также предлагают тройные геотермальные тепловые насосы, которые обеспечивают отопление, охлаждение и горячую воду.Они используют отдельный теплообменник для удовлетворения всех потребностей домашнего хозяйства в горячей воде.

Взгляд на тепловые насосы «воздух-вода»

Тепловые насосы предназначены для увеличения доли будущего рынка HVAC для жилых и легких коммерческих помещений. Эта тенденция основана на конвергенции рыночных движущих сил, таких как увеличение производства электроэнергии за счет фотоэлектрических систем и ветряных турбин, государственные цели в области возобновляемых источников энергии, растущий интерес к зданиям с нулевым нулевым показателем и реализация программ по сокращению выбросов углерода, образующихся при сжигании ископаемого топлива.

Тепловые насосы могут применяться во многих ситуациях, когда имеется свободный доступ к низкотемпературному теплу и присутствует нагрузка, принимающая это тепло при более высокой температуре. Тепловые насосы используются для отопления помещений, нагрева воды для бытовых нужд, вентиляции с рекуперацией тепла и даже для рекуперации полезного тепла из канализационных стоков.

Большинство тепловых насосов, используемых для отопления помещений, также могут обеспечивать охлаждение и осушение. Таким образом, выбор теплового насоса для обогрева помещения часто устраняет необходимость в отдельной системе охлаждения, как это требовалось бы для гидравлических систем, использующих бойлеры.

ВСЕ ЛЮБЯТ GEO

Геотермальные тепловые насосы, которые извлекают тепло из грунтовых вод или подземных контуров земли, стали «любимцем» североамериканского рынка HVAC. Государственные программы стимулирования как в Канаде, так и в США теперь предлагают щедрые скидки или налоговые льготы, которые значительно снижают установленную стоимость геотермальных тепловых насосных систем.

Преобладающий «шаг» для использования геотермальных тепловых насосов — это способность работать с более высокими коэффициентами производительности (COP) по сравнению с тепловыми насосами с воздушным источником в холодных климатических условиях.Это преимущество стало основным направлением программ стимулирования коммунальных предприятий в 1980-х годах. Коммунальные предприятия рассматривали геотермальные тепловые насосы как средство «качественного увеличения нагрузки». Возможность увеличения продаж электроэнергии при одновременном снижении пиковых нагрузок, связанных с электрическим сопротивлением теплу, для поддержки тепловых насосов с воздушным источником ранних поколений в холодную погоду.

В то время как преимущество геотермальных тепловых насосов в отношении COP остается в силе, «разрыв в COP» неуклонно сокращается за счет усовершенствований в технологии тепловых насосов с воздушным источником для «холодного климата».

Разница в ежегодных затратах на отопление помещений между тепловым насосом со средним сезонным COP 3,5 и другим тепловым насосом со средним сезонным COP, скажем, 2,5 уменьшается прямо пропорционально расчетной тепловой нагрузке здания.

Недавно я провел анализ двух тепловых насосов: геотермального теплового насоса с предполагаемым средним сезонным COP, равного 4,0, и теплового насоса воздух-вода для холодного климата со средним сезонным COP, равным 2,5. Предполагалось, что оба тепловых насоса будут обеспечивать теплом энергоэффективный дом в холодном климате северной части штата Нью-Йорк с температурой 6720 градусо-дней.Расчетная тепловая нагрузка дома составляла 18 000 БТЕ / час.

Экономия электроэнергии тепловым насосом с более высоким COP по сравнению с другим тепловым насосом составила около 3,7 млн ​​БТЕ / ч (1 млн БТЕ = 1 000 000 БТЕ). При цене на электроэнергию 0,13 доллара за киловатт-час годовая экономия тепловой энергии составила около 142 долларов. Это намного меньше, чем то, что большинство людей тратят на годовое обслуживание сотовой связи.

Геотермальный тепловой насос с более высоким COP снижает затраты на отопление помещения. Однако остается вопрос: можно ли окупить значительно более высокую стоимость установки геотермального теплового насоса за счет экономии, которую он дает в течение срока службы оборудования? Без субсидий, доступных сейчас для геотермальных тепловых насосов, и в условиях конкуренции с несубсидируемыми тепловыми насосами для низких температур окружающей среды, экономическая жизнеспособность системы с более высокими характеристиками / высокой ценой остается сомнительной.Используя местные затраты в северной части штата Нью-Йорк, я обнаружил, что простая окупаемость более дорогой системы выходит далеко за пределы предполагаемого 25-летнего жизненного цикла.

ТЕПЛОВЫЕ НАСОСЫ + ГИДРОНИКА

Я твердо убежден, что никакая отопительная техника, какой бы энергоэффективной она ни была, не выиграет и не сохранит свою долю на рынке, если не сможет обеспечить превосходный комфорт.

Тепловые насосы, доставляющие тепло с помощью систем принудительного распределения воздуха, лишены многих недостатков комфорта, как и другие системы принудительного распределения воздуха.К ним относятся потенциальная температурная стратификация, сквозняки, повышенное давление в здании, которое увеличивает утечку воздуха, звук принудительной подачи воздуха и накопление пыли в воздуховодах. Хорошая гигиена HVAC, такая как очистка воздуховодов, использование HEPA-фильтров или электронных воздухоочистителей, может уменьшить количество пыли, но сохраняется несоответствие физиологического комфорта между системами принудительной подачи воздуха и правильно спроектированными системами излучающих панелей.

Итак, как составить комбинацию из:

• Высокая энергоэффективность в условиях холодного климата
• Электроэнергия из возобновляемых источников
• Улучшенный комфорт
• Экономическая устойчивость без субсидий?

Одним из решений, в котором сходятся эти желательные черты, является тепловой насос воздух-вода для низких температур окружающей среды в сочетании с низкотемпературной распределительной системой излучающих панелей.

Тепловые насосы воздух-вода для низких температур окружающей среды нынешнего поколения могут извлекать полезное тепло из наружного воздуха при температурах до -8F (-22C). Это тепло может передаваться водяному пару или раствору антифриза и подаваться в распределительную систему водяных излучающих панелей при температурах до 130F (54C).

В теплую погоду тот же тепловой насос может производить охлажденную воду или раствор антифриза до температуры 42F (5,5 ° C). Эту жидкость можно пропустить через охлаждающие змеевики одного или нескольких устройств обработки воздуха для охлаждения и осушения внутреннего пространства.

ОСНОВНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ СИСТЕМЫ

Рисунок 1

На рис. 1 показана схема трубопроводов системы теплового насоса «воздух-вода», которая обеспечивает зональное отопление с использованием излучающих панелей и зонированное охлаждение / осушение с помощью небольших устройств обработки воздуха.

Обе зоны должны работать в одном и том же режиме (например, нагрев или охлаждение) одновременно. Подача во все зоны нагрева и охлаждения обеспечивается одним циркуляционным насосом с регулируемым давлением с регулируемой скоростью, который автоматически изменяет скорость для поддержания постоянного перепада давления независимо от того, какая зона (зоны) работает.

Во время операции обогрева температура жидкости в буферном баке определяется контроллером сброса наружного блока. Максимальная целевая температура воды на датчике средней высоты (S1) в буферном баке составляет 110F, что соответствует температуре наружного воздуха 0F. Минимальная целевая температура воды на датчике (S1) составляет 80F, что соответствует температуре наружного воздуха 52,5F или выше. Наружное управление сбросом температуры буферного бака позволяет системе выдерживать тепловую нагрузку здания, поддерживая при этом минимально возможную температуру воды, требуемую для теплового насоса.Это максимизирует его коэффициент полезного действия.

Буферная цистерна показана в «трехтрубной» конфигурации. Это позволяет нагретой или охлажденной жидкости от теплового насоса напрямую поступать к нагрузке без предварительного прохождения через буферный резервуар. В то же время он связывает тепловую массу нижней части бака с тепловым насосом для предотвращения коротких циклов. Этот трубопровод также позволяет буферному резервуару обеспечивать гидравлическое разделение между циркуляционным насосом теплового насоса (P1) и нагрузочным циркуляционным насосом (P2).Трубопровод оптимизирован для сохранения расслоения во время работы в режиме обогрева.

Вся система заполнена 30-процентным раствором антифриза на основе ингибированного пропиленгликоля.

ОХЛАЖДЕНИЕ

Рисунок 2

На рис. 2 показана система в режиме охлаждения. Охлажденный раствор антифриза из теплового насоса или буферного бака подается в один или оба зонированных кондиционера воздуха, в то время как зоны излучающих панелей остаются отключенными. Во время охлаждения температура буферного бака поддерживается между верхним и нижним пределом с помощью регулятора уставки.Типичный диапазон температур составляет от 45F до 60F.

Все трубопроводы, по которым проходит охлажденная жидкость, должны быть изолированы и герметизированы для предотвращения конденсации. Миграция охлажденной воды в зоны излучающей панели предотвращается за счет комбинации клапана закрытой зоны на подающем трубопроводе и обратного клапана на трубопроводе обратной стороны.

Рисунок 3

На рис. 3 показан один из способов подключения электрических элементов управления системой.

Переключатель выбора режима определяет, работает ли система в режиме обогрева, охлаждения или остается выключенной.Температура в каждой зоне контролируется термостатом нагрева / охлаждения. В режиме охлаждения зонные термостаты включают соответствующие устройства обработки воздуха и открывают соответствующие зонные клапаны. Распределительный циркулятор также включен. Запрос на охлаждение из любой зоны также включает контроллер уставки, который управляет тепловым насосом для поддержания температуры буферного бака в подходящем для охлаждения температурном диапазоне.

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

Ниже приводится описание работы системы, показанной на рисунках 1, 2 и 3.Для определенных марок и моделей тепловых насосов может потребоваться немного другая проводка для работы в режимах нагрева или охлаждения. Всегда проверяйте конкретные требования к проводке для используемого теплового насоса и убедитесь, что они согласованы с балансом проводки системы.

Источник питания: Тепловой насос воздух-вода и циркуляционный насос (P1) питаются от специальной цепи 240/120 В переменного тока, 30 А. Выключатель теплового насоса (HPDS) должен быть замкнут для подачи питания на тепловой насос. Остальная часть системы управления питается от цепи 120 В переменного тока / 15 А.Главный выключатель (MS) должен быть замкнут для подачи питания на систему управления. Оба фанкойла питаются от специальной цепи 240 В переменного тока / 15 А. Сервисный переключатель для каждого воздухообрабатывающего агрегата должен быть замкнут, чтобы он работал.

Режим обогрева: Переключатель выбора режима (MSS) должен быть установлен на обогрев. Это передает 24 В переменного тока на клемму RH в каждом термостате. Когда какой-либо термостат (T1, T2) требует тепла, 24 В перем. Тока передается от клеммы W термостата к соответствующему клапану зоны нагрева (ZVh2 или ZVh3).Когда клапан зоны достигает своего полностью открытого положения, его внутренний концевой выключатель замыкается, передавая 24 В переменного тока на катушку реле (R1). Контакт реле (R1-1) замыкается и пропускает 120 В переменного тока в циркуляционный насос (P2). Контакт реле (R1-2) замыкается, передавая 24 В переменного тока внешнему контроллеру сброса (ODR). (ODR) измеряет температуру наружного воздуха на датчике (S2) и использует эту температуру вместе со своими настройками для расчета целевой температуры приточной воды для буферного резервуара. Затем он измеряет температуру буферного резервуара на датчике (S1).Если температура в (S1) более чем на 6F ниже целевой температуры, (ODR) замыкает свой релейный контакт. Это замыкает цепь между клеммами 1 и 2 теплового насоса, позволяя ему перейти в режим обогрева. Тепловой насос (HP) включает циркуляционный насос (P1) и проверяет достаточный поток через тепловой насос. После небольшой задержки тепловой насос включает компрессор. Тепловой насос продолжает работать до тех пор, пока температура на датчике (S1) не станет на 6F выше целевой температуры, рассчитанной (ODR), или пока ни один из термостатов не потребует тепла, либо тепловой насос не достигнет своего внутреннего верхнего предела.Примечание. Ни один из кондиционеров не работает в режиме обогрева, независимо от настройки переключателя вентилятора на термостатах.

Режим охлаждения: Переключатель выбора режима (MSS) должен быть установлен на охлаждение. Это передает 24 В переменного тока на катушку реле (RC). Нормально разомкнутые контакты (RC-1) и (RC-2) замыкаются, позволяя 24 В переменного тока от кондиционеров проходить на клемму RC в каждом термостате (T1, T2). Когда какой-либо термостат требует охлаждения, 24 В перем. Тока передается от клеммы Y термостата к соответствующему клапану зоны охлаждения (ZVC1 или ZVC2).Когда клапан зоны достигает своего полностью открытого положения, его внутренний концевой выключатель замыкается, передавая 24 В переменного тока на катушку реле (R2). Контакт реле (R2-1) замыкается и пропускает 120 В переменного тока в циркуляционный насос (P2). Контакт реле (R2-2) замыкается и пропускает 24 В переменного тока на контроллер уставки охлаждения (SPC). Контроллер уставки охлаждения измеряет температуру буферного бака на датчике (S3). Если эта температура составляет 60F или выше, контакт реле (SPC) замыкается, замыкая цепь между клеммами 1 и 2 на тепловом насосе (HP), позволяя ему работать.Контакт реле (R2-3) замыкается между клеммами 3 и 4 теплового насоса (HP), переключая его в режим охлаждения. Тепловой насос (HP) включает циркуляционный насос (P1) и проверяет достаточный поток через тепловой насос. Компрессор теплового насоса включает его компрессор и работает в режиме чиллера. Это продолжается до тех пор, пока температура на датчике (S3) не упадет до 45 ° F, или пока ни один из зональных термостатов не потребует охлаждения, или пока тепловой насос не достигнет внутренней настройки нижнего предела. Если переключатель выбора режима (MSS) установлен в положение «охлаждение», нагнетатели в воздухоочистителях можно включить вручную с помощью термостатов.Воздуходувки будут работать автоматически всякий раз, когда активна какая-либо зона охлаждения.

Распределение: Циркулятор (P2) представляет собой циркуляционный насос с регулируемым давлением с регулируемой скоростью, который настроен на необходимый перепад давления, когда работают обе зоны нагрева или обе зоны охлаждения. Он автоматически снижает скорость, чтобы поддерживать постоянный перепад давления, когда работает только одна зона нагрева или одна зона охлаждения. Автоматические уравновешивающие клапаны с текущим расходом устанавливаются в контурах обоих контуров зоны нагрева и обоих контуров зоны охлаждения.

Тепловые насосы воздух-вода для низких температур окружающей среды могут заполнить уникальную нишу для отопления и охлаждения жилых и легких коммерческих зданий. Хотя их COP не обязательно такие же высокие, как у геотермальных тепловых насосов, стоимость их установки значительно ниже. Они особенно хорошо подходят в качестве источников тепла для низкотемпературных систем распределения излучающих панелей. Я рекомендую вам внимательно посмотреть, как они могут вписаться в вашу бизнес-модель. <>

Джон Зигенталер, П.Э. окончила политехнический институт Ренсселера по специальности машиностроение и имеет лицензию профессионального инженера. Он имеет более 34 лет опыта в проектировании современных систем водяного отопления. Последняя книга Зигенталера — «Отопление с использованием возобновляемых источников энергии» (дополнительную информацию см. На сайте www.hydronicpros.com).

Объявление

2019-2020 Тепловые насосы воздух-вода | О программе ENERGY STAR

Премия ENERGY STAR ^® Emerging Technology Award (ETA) присуждается инновационным технологиям, которые соответствуют строгим критериям эффективности для снижения энергопотребления и выбросов парниковых газов.Агентство по охране окружающей среды США (EPA) с радостью признает тепловые насосы типа «воздух-вода» для получения награды ENERGY STAR Emerging Technology Award за 2019 год.

Продукты, соответствующие критериям эффективности (PDF, 63 КБ), будут включены в Список квалифицированных продуктов после того, как будет установлено, что все критерии награды были соблюдены. Производители могут направлять документацию по подходящим тепловым насосам типа «воздух-вода» по адресу [email protected].

Преимущества систем, отмеченных наградами ENERGY STAR Emerging Technology:

Типичные воздушные тепловые насосы отбирают тепло от наружного воздуха с помощью хладагента.Тепловые насосы ATW передают это тепло жидкости на открытом воздухе — обычно воде или смеси воды и гликоля — и транспортируют эту жидкость в дом, чтобы обеспечить обогрев помещения посредством гидравлического распределения (например, излучающий пол, радиатор или системы циркуляции воды на плинтусе). Эти системы также могут использоваться в режиме охлаждения, создавая охлажденную жидкость и пропуская ее через воздушный змеевик для распределения кондиционирования воздуха в доме или офисе. В то время как рынок тепловых насосов ATW в США невелик, он хорошо зарекомендовал себя в Европе и Китае, с глобальным рынком около 1.7 млн ​​шт. / Год ¹ .

ATW имеют многочисленные преимущества перед традиционными гидравлическими системами в новых и существующих домах, а также перед системами с принудительной подачей воздуха в новых зданиях. По сравнению с типовой системой газового конденсационного котла, тепловые насосы ATW могут обеспечить экономию энергии до 47% ² с сезонным коэффициентом полезного действия (COP) 1,7 — 3,0. Системы ATW также демонстрируют превосходные характеристики при низких температурах наружного воздуха по сравнению с традиционными тепловыми насосами с воздушным источником, что делает их пригодными для использования на всей территории США, включая холодные регионы.Помимо экономии энергии, системы с тепловым насосом ATW могут обеспечить следующие преимущества:

• Поскольку система нагревает воду, добавление накопительного бака к системе обеспечит домовладельцев эффективным нагревом воды для бытовых нужд. Это устраняет необходимость в отдельном водонагревателе и может сэкономить тысячи долларов домовладельцу. ³
• Все вентиляторы расположены вне дома, что обеспечивает бесшумную работу.
• Позволяет провести модернизацию для обеспечения охлаждения в домах с водяным отоплением без прокладки обширных воздуховодов в доме.

В новой конструкции тепловые насосы ATW обладают всеми преимуществами гидравлической системы, а также обеспечивают эффективное электрическое тепло, используя до 70% меньше электроэнергии, чем электрическое отопление плинтуса. Эти преимущества включают в себя:

• Простые конфигурации зонирования: обеспечение желаемой температуры в каждой комнате или зоне дома отдельно (например, кухню, возможно, не нужно отапливать так сильно, как спальню)
• В конструкции дома не требуется места для больших воздуховодов.

В результате тепловые насосы ATW могут экономить энергию даже в холодном климате, где многие тепловые насосы «воздух-воздух» плохо работают, обеспечивать кондиционирование помещения и нагрев горячей воды, а также ряд других преимуществ для потребителей.

Продукты-победители должны подтвердить, что они есть:

1. Воздушный тепловой насос с теплообменником хладагент-вода или вода / гликоль
2. Обеспечивает обогрев помещения (а также, возможно, охлаждение помещения и горячее водоснабжение)
3. Обеспечивает коэффициент нагрева, равный 1.7 или более при полной нагрузочной способности при температуре наружного воздуха по сухому термометру 5 ° F и температуре воды на выходе 110 ° F
4. Одобрены для использования и доступны для продажи на рынке США

EPA вручает награду ENERGY STAR Emerging Technology Award за

Тепловые насосы воздух-вода для Chiltrix, Inc. на выставке AHR Expo 2020.

1 Зигенталер, Джон. «Тепловые насосы« воздух-вода »для домов с низким энергопотреблением и нулевым потреблением энергии», Нью-Йоркская региональная конференция и выставка по производительности дома, 2018 г., 14 февраля 2018 г.

2 Типичные конденсационные котлы имеют КПД примерно 90-98,5% (измерено с помощью AFUE), а тепловые насосы ATW имеют КПД не менее 170% при 5 градусах F (измерено с использованием COP).

3 Сопоставимые водонагреватели с тепловым насосом ENERGY STAR стоят от 1200 до 2000 долларов в розницу, не включая установку.

Все о водонагревателях с тепловым насосом

Скорее всего, вы не тратите много времени на размышления о своем водонагревателе, пока он работает. Но когда ваш водонагреватель выходит из строя по истечении 10-15 лет службы, вы можете просто принять холодный душ.Или, что еще хуже, бак обогревателя проржавел насквозь, превратив ваш подвал, гараж или подсобное помещение в мокрый беспорядок и увеличив расходы на ремонт гипсокартона и чистку ковров.

Тем не менее, большинству домовладельцев сложно потратить деньги на замену работающего водонагревателя; это все равно, что тратить на новую крышу — зачем что-то ремонтировать, если она не протекает? Но замена существующего электрического водонагревателя на новый, который использует тепловой насос и воздух в вашем доме для подогрева воды, поможет вашему банковскому счету и планете.

Начальная цена покупки водонагревателя с тепловым насосом (HPWH) выше, чем у обычного блока электрического сопротивления. Мой местный лесной склад с большими ящиками продает водонагреватели, изготовленные Ремом. Обычный электрический водонагреватель на 50 галлонов со светодиодной панелью управления и 12-летней гарантией продается за 587 долларов. HPWH с аналогичным оснащением и гарантией стоит 1199 долларов.

Но это только самое начало уравнения. Если вы купите в 2016 году водонагреватель с тепловым насосом, имеющий сертификат ENERGY STAR, вы получите федеральный налоговый кредит в размере 300 долларов, что означает, что вы можете вычесть эту сумму из налогов, которые вы должны правительству в апреле следующего года.Узнайте больше о федеральной налоговой льготе на сайте www.energystar.gov/taxcredits. Для моделей ENERGY STAR также доступны скидки и возмещения для каждого штата и энергокомпании. Мой домашний штат Коннектикут предоставит мне мгновенную скидку до 400 долларов на стоимость HPWH, если я куплю его у участвующего дистрибьютора. Посетите сайт www.dsireusa.org, чтобы найти базу данных государственных льгот с возможностью поиска. Посетите www.energystar.gov/rebatefinder, чтобы узнать о скидках на коммунальные услуги, или обратитесь к поставщику коммунальных услуг.

И еще есть низкие эксплуатационные расходы HPWH: U.S Агентство по охране окружающей среды (EPA) подсчитало, что семья из четырех человек будет тратить на горячую воду на 330 долларов меньше каждый год за счет перехода на HPWH с обычного электрического блока. Это существенно, особенно в течение всего срока службы обогревателя.

Как HPWH почти окупается за два года

$ 1,199

–100 долларов США ¹

— 400 долл. США ²

$ 699

–660 долл. США ³

$ 39

1.реальная экономия на федеральном налоговом кредите в размере 300 долларов США для тех, кто получает 30% скидку

2. Государственная скидка: Коннектикут

3. Годовая экономия электроэнергии 330 долларов x 2 года

Еще одно преимущество выбора водонагревателя с тепловым насосом, сертифицированного ENERGY STAR, заключается в том, что экологические преимущества также огромны. Согласно EPA, если бы каждый электрический водонагреватель в жилых домах в стране был заменен водонагревателем с тепловым насосом, можно было бы предотвратить 140 миллиардов фунтов ежегодных выбросов парниковых газов, что эквивалентно выбросам от более чем 13 миллионов транспортных средств.»Узнайте больше на сайте energystar.gov/waterheaters.

Ричард Третеви, Специалист по сантехнике и отоплению этого старого дома говорит: «Нет никаких сомнений в том, что ваш существующий электрический водонагреватель в конечном итоге выйдет из строя. Замена его на водонагреватель с тепловым насосом до того, как это произойдет, имеет смысл ».

Тепло всегда переходит с горячего на холодное

Чтобы понять, как водонагреватель с тепловым насосом превращает воздух в помещении с температурой 68 градусов или ниже в воду с температурой 120 градусов, вам необходимо усвоить два факта: во-первых, тепло — это измеримая единица энергии, а во-вторых, тепловая энергия. всегда переходит от горячего к холодному.

Тепловая энергия выражается в калориях или, как правило, для бытовых целей в британских тепловых единицах (Btus). Одна британская тепловая единица равна количеству энергии, необходимому для повышения температуры фунта воды на один градус по Фаренгейту или почти 252 калории. (Сжигание калорий при поедании замороженного пончика на самом деле не имеет отношения к этому обсуждению.) Во всех комнатах есть несколько единиц тепловой энергии, но в теплой комнате больше, чем в более прохладной.

Тепловая энергия может быть перемещена, всегда в направлении от большего количества энергии к меньшему (или от более теплого к более холодному).Подумайте о том, как зимой ухватиться за стальную ручку инструмента. Ваша рука внезапно становится холодной, но это не холод металла, движущийся в вашу руку. На самом деле происходит то, что тепловая энергия от вашей руки перемещается в более холодный металл. Ваша рука может казаться холодной, но только потому, что в ней меньше тепловой энергии, и, по сути, сталь стала теплее от вашего прикосновения.

Как это работает

Во время работы вентилятор, установленный на верхней части водяного бака HPWH, выталкивает воздух из помещения через решетку, подобную радиатору, заполненную холодным жидким хладагентом в замкнутой системе трубопроводов.Хладагент имеет низкую температуру кипения, а тепло воздуха поднимает температуру жидкости настолько, чтобы превратить ее в газ. Затем компрессор увеличивает давление газа, дополнительно повышая его температуру. Насос перемещает трубки, заполненные горячим сжатым газом, вниз и вокруг холодной воды в баке нагревателя. Тепло от горячего сжатого газа движется к холодной воде, повышая ее температуру и охлаждая газ обратно до жидкости, которая затем перекачивается обратно в радиатор, и веселье начинается снова.Третеви говорит: «Обычные водонагреватели выделяют тепло, а HPWH просто его отводит».

Побочным продуктом теплового насоса является охлажденный осушенный воздух. Некоторые модели позволяют выпускать этот кондиционированный воздух в другую комнату в доме, что может быть благом в летние месяцы, но большинство моделей просто выдувают этот охлажденный воздух в комнату, где он расположен. Подобно кондиционеру, HPWH также производит небольшое количество дистиллированной воды, которую необходимо направлять на улицу или в канализацию, что следует учитывать при выборе места для обогревателя.

HPWH потребляют немного электроэнергии, но намного меньше, чем обычный электрический агрегат. Электросеть необходима для работы вентилятора и компрессора. Кроме того, все HPWH, иногда известные как гибридные водонагреватели, имеют в резервуаре для воды электрические нагревательные элементы, которые обеспечивают резервное горячее водоснабжение во время очень интенсивного использования. Многие онлайн-обозреватели сообщают, что у них всегда много горячей воды без необходимости использовать резервную электроэнергию.

Светодиодная панель управления на блоках позволяет пользователю выбирать температуру воды и выбирать между режимом только с тепловым насосом, полностью электрическим или гибридным режимом, который представляет собой комбинацию из двух и срабатывает только в том случае, если горячая вода потребность в воде высокая.В большинстве из них также есть режим отпуска, который позволяет вам ввести количество дней, в течение которых вы будете отсутствовать. В это время обогреватель не будет работать, но он включится, прежде чем вы вернетесь, чтобы вы могли прийти домой, чтобы принять горячий душ и постирать много вещей.

Рекомендации по установке

В отличие от других типов водонагревателей, вам не следует устанавливать HPWH в небольшом закрытом туалете, потому что в нем не будет достаточно теплого воздуха для питания теплового насоса. Большинство производителей рекомендуют площадь не менее 100 квадратных футов.

Имейте в виду, что HPWH будет отводить тепло и понижать температуру в комнате, где он установлен, поэтому размещение его в пространстве, которое вы уже платите за тепло, может отнять у Питера, чтобы он заплатил Полу. Но помимо Btus, производимого вашей системой отопления, в доме есть много других источников тепла: солнечная энергия от окон, кухонное оборудование, и имейте в виду, что каждый человек является источником тепла с температурой 98,6 градуса. Помещение с сушилкой для белья или подсобное помещение с печью — идеальное место.

Ваша экономия в долларах энергии может быть разной. HPWH, установленный в неотапливаемом гараже, может больше полагаться на режим электрического отопления, чем установка в подсобном помещении, особенно зимой. А более прохладная поступающая вода потребует большего количества БТЕ, чтобы нагреться.

Если вы заменяете обычный электрический водонагреватель, скорее всего, в комнате уже есть провод на 220 вольт, но если ваш существующий блок работает на газе, вам понадобится электрик, чтобы запустить цепь 220 В.

HPWH выше обычных водонагревателей из-за того, что тепловой насос расположен в верхней части резервуара.Перед покупкой проверьте спецификации производителя; вполне вероятно, что некоторые устройства не поместятся в подполье с низким потолком.

Еще одно важное соображение. HPWH могут быть такими же шумными, как некоторые оконные кондиционеры, что вы, возможно, не захотите слушать, если, например, вы думаете об установке наверху в прачечной рядом со спальнями.

Веб-сайты производителей — хороший источник дополнительной информации. В некоторых есть калькуляторы энергосбережения и рекомендации по выбору размера водонагревателя, основанные на количестве жителей в доме.Вы также найдете доступные для поиска базы данных установщиков и распространителей. И все сайты заполнены спецификациями их различных моделей, например, сколько изоляции окружает резервуар для воды. Изоляция замедляет движение тепла, что следует учитывать после того, как ваш новый водонагреватель с тепловым насосом передает тепло в воду.

Загрузите это полезное руководство по экономии при обновлении вашего водонагревателя до ENERGY STAR!

ресурсов

Щелкните здесь, чтобы узнать, как установить собственный водонагреватель с тепловым насосом ENERGY STAR, из этого пошагового видео с Ричардом Третуэй.И помните, что если ваш водонагреватель старше 10 лет, инвестиции сейчас обеспечат комфорт, экономию и душевное спокойствие. Посетите ENERGY STAR для получения дополнительной информации.

Тепловой насос воздух-вода

Ресурсы для загрузки

Наши тепловые насосы типа «воздух-вода» представляют собой традиционные воздушные тепловые насосы, что означает, что им не требуется контур заземления для сбора тепла. Вместо этого они используют наружный воздух в качестве источника тепла зимой и радиатора летом.Отсутствует система наружного коллектора, что снижает стоимость установки.

Nordic

Наш тепловой насос воздух-вода (серия ATW) нагревает воду для теплового излучения в полу и охлаждает воду для кондиционирования воздуха с помощью водяного фанкойла. Хотя тепловые насосы с воздушным источником воздуха иногда имеют репутацию плохо работающих в суровые холода, мы внесли несколько изменений в наши тепловые насосы с воздушным источником, чтобы улучшить их производительность даже в разгар зимы.

Этот тепловой насос имеет увеличенный наружный блок для превосходного обогрева при более низких температурах наружного воздуха. Он также оснащен интеллектуальной логикой размораживания, которая сводит к минимуму энергию, необходимую для размораживания наружного змеевика. Наконец, компрессорная часть машины находится внутри вашего дома, где она защищена от суровых погодных условий.

Серия ATW доступна в размерах от 2 до 6 номинальных тонн для использования в домашних условиях и работает при температурах до -7 ° F (-21,7 ° C), при которых требуется дополнительный нагрев.

Краткая информация о тепловом насосе «воздух-вода» Nordic

Функции воздух-вода и доступные опции

• Наружные ледяные каналы для предотвращения образования льда.
• Двухступенчатый спиральный компрессор Copeland Ultratech®.
• Электронная плата управления с внешним цифровым пользовательским интерфейсом, расположенная во внутреннем блоке, где он защищен от погодных условий.
• Датчики высокого и низкого давления хладагента.
• Комплект жесткого запуска входит в стандартную комплектацию всех агрегатов.
• Система горячего водоснабжения включает в себя установленный на заводе двустенный теплообменник и бронзовый циркуляционный насос ECM.

Дополнительные ресурсы

— Sefaira Support

Обзор

• Тепловой насос воздух-вода — это механическое оборудование, которое извлекает тепло из воздуха и использует его для нагрева горячей воды — в случае с Сефайрой он нагревает горячую воду для обогрева здания.
• На вкладке со стороны воды вы можете выбрать воздушные тепловые насосы как способ нагрева горячей воды для обогрева здания.
• Если ваш воздушный тепловой насос работает с обратным циклом (т. Е. Охлаждает и нагревает), используйте охлаждающий компонент с воздушным охлаждением в карте охлажденной воды.
Тепловые насосы
• с воздушным источником являются хорошим вариантом конструкции, потому что они, как правило, более эффективны при преобразовании единицы энергии в тепло, чем чисто электрический или газовый котел. Они особенно популярны в климате с прохладной или мягкой зимой.
• EnergyPlus не имеет каких-либо поддерживаемых объектов теплового насоса с воздушным источником для нагрева горячей воды, но у них есть возможность добавить наши собственные компоненты в вычисления idf.Это то, что мы сделали здесь, и как мы это делали, описано ниже.

Что такое тепловой насос «воздух-вода»?

«Тепловой насос воздух-вода» использует наружный воздух для поглощения (или отвода) тепла в зависимости от рабочего режима, нагрева или охлаждения.

Наиболее известные «тепловые насосы воздух-вода» — это чиллеры с воздушным охлаждением (которые отводят тепло в воздух). В Сефайре «тепловой насос воздух-вода» относится к устройству, которое только нагревает горячую воду, поглощая тепло из воздуха.

Тепловые насосы «воздух-вода» обычно используются для низкотемпературного отопления, например, для систем обогрева излучающими панелями, радиаторами или иногда фанкойлами. На эффективность теплового насоса существенно влияет температура нагревающей воды, которую он пытается произвести, при этом агрегат, как правило, весьма неэффективен при производстве очень горячей воды для отопления.

Когда я могу использовать тепловой насос «воздух-вода»?

«воздух-вода» становятся все более популярными в некоторых регионах, включая Северную Европу и Австралию.Однако при использовании этого нагревательного элемента необходимо учитывать некоторые конструктивные ограничения:

1. Очень низкая эффективность при температуре наружного воздуха ниже 0C. Если в вашем климате много часов ниже 0C, вы можете обнаружить, что агрегат не намного эффективнее обычного бойлера.
2. КПД агрегата во многом зависит от температуры подаваемой воды. Убедитесь, что ваша система отопления выдерживает низкие температуры воды. Хорошее применение — радиаторы отопления и теплые полы.Боксы VAV могут быть значительно больше при низких температурах отопительной воды.
3. Как ни странно, у агрегатов может быть более высокая капитальная стоимость, чем у обычных котлов.

Как мы реализовали компонент теплового насоса «воздух-вода» в Sefaira с помощью EnergyPlus

Эта функция была новой для Сефайры. У нас было много клиентов, которым нужна эта функция. Однако EnergyPlus не поддержал его. Мы решили сделать свой компонент. Мы приветствуем отзывы о процессе, описанном ниже.

EnergyPlus не поддерживает системы с тепловым насосом воздух-вода для отопления. EnergyPlus имеет объект типа «тепловой насос воздух-вода», который обслуживает систему горячего водоснабжения, которую нельзя использовать в системах отопления. EnergyPlus также предлагает чиллеры с воздушным охлаждением, которые можно использовать для охлажденной воды, но не для отопления.

Для эффективного моделирования системы «тепловой насос воздух-вода» мы применили описанный ниже обходной путь к файлу idf.

1. В Idf мы будем использовать объект Boiler, помеченный как «Центральная система горячего водоснабжения».Разница между ГВС и внутренним бойлером состоит в том, что ГВС поставляет тепловую энергию в систему отопления, вентиляции и кондиционирования здания, чтобы удовлетворить фактическую потребность в отоплении, при этом ее эффективность и потребляемая энергия в виде количества используемого топлива не отслеживаются.
2. Мы используем фиктивный объект «Внешний вид: Освещение», который мы называем «AirToWaterHeatPump», и создаем для него счетчик для сбора (ежечасно) электроэнергии (кВтч), используемой котлом «Тепловой насос воздух-вода».
3. Мы используем систему управления энергопотреблением E + (EMS) с помощью небольшого языка программирования под названием EnergyPlus Runtime Language (Erl) для расчета почасового потребления электроэнергии котлом с тепловым насосом «воздух-вода» во время его работы.
4. В программе EMS мы вычисляем фактический коэффициент COP для котла «воздух-вода с тепловым насосом»
5. COP (коэффициент мощности) — это показатель энергоэффективности котла с тепловым насосом воздух-вода. Чем выше КПД, тем выше КПД. Тепловая энергия, подаваемая в систему HVAC через горячую воду, представляет собой сумму тепла, которое извлекается из наружного воздуха (низкотемпературное тепло), и электрической энергии, используемой компрессором для поднятия (накачки) этого низкотемпературного тепла до тепла более высокой температуры, которое может использоваться в нашей системе отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха — поэтому система называется тепловым насосом.COP рассчитывается как («тепло, извлеченное из OA» + «энергия компрессора») / «энергия компрессора».
Коэффициент COP
6. не является постоянным постоянным, потому что COP является функцией:

• Температура наружного воздуха (OAT)
• Температура подаваемой воды (SWT)

В пользовательском интерфейсе Sefaira мы применяем значение COP, которое мы называем «номинальным», что означает, что COP применяется только при соблюдении определенных условий (OAT и SWT). Каждый раз, когда одно из двух (OAT или SWT) отличается, мы должны вычислить значение COP, и мы называем это значение скорректированным COP (скорректированным COP).В зависимости от значений OAT и SWT отрегулированный COP может быть либо ниже, либо выше «номинального» COP. Процесс расчета скорректированного COP будет объяснен позже в документе

Как рассчитать потребление электроэнергии котлом «воздух-вода с тепловым насосом»?

В ERL для каждого часа годового моделирования мы отслеживаем следующее:

• Доставляет ли ГВС тепловую энергию в систему отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха?

1. Если «ДА», мы делаем следующее:
   1. Мы читаем текущую тепловую мощность (HECAP) ГВС
   2. Читаем текущий OAT
   3. Читаем текущий SWT
   4. Мы рассчитываем скорректированный COP (COPadj) как функцию от OAT и SWT
   5. Мы рассчитываем потребление электроэнергии котлом «воздух-вода с тепловым насосом» (ELCON) как: ELCON = HECAP / COP adj
   6. Мы добавляем ELCON в счетчик объектов «AirToWaterHeatPump» «Внешний вид: освещение» (ATWHPmeter)
   7. После завершения моделирования, когда мы анализируем разбивку энергии, мы добавляем общее значение ATWHPmeter к конечному потреблению электроэнергии.
2. Если «НЕТ», мы пропускаем весь расчет и добавляем ноль к ATWHPmeter для этого часа.

Регулировка мгновенного COP на основе почасовых факторов

Номинальный набор кривых как функция OAT и SWT основан на наборе кривых, который представлен в следующей статье https://blog.heatspring.com/john-siegenthaler-reviews-heat-pumps/

Номинальный набор кривых означает, что если пользователь выбирает значение COP равное 4 (когда SWT = 35C и OAT = 7C), семейство кривых, показанных ниже, будет использоваться для расчета COP, скорректированного для различных OAT и SWT

Когда пользователь выбирает значение COP, отличное от номинального (COPdiff), набор кривых, используемых для этого значения COPdiff, настраивается как

CURVE_ADJUSTMENT = COPdiff / COPnominal

Пример:

Для COP = 5 все кривые сдвинуты вверх на основе коэффициента, равного 5/4, что означает, что «тепловой насос воздух-вода» с более высоким значением COPnomial, чем 4, будет иметь все остальные кривые более эффективными.(0,010071242300744 * OAT))

Что такое водяной тепловой насос?

Тепловой насос источника воды работает так же, как традиционный тепловой насос источника воздуха, за исключением того, что он извлекает и рассеивает тепло посредством воды, а не воздуха. Это, конечно, не та система домашнего комфорта, которая будет доступна каждому, но если вы живете в районе, близком к колодцу, озеру или другому природному источнику воды, это может быть вариант, который стоит рассмотреть.

Все типы тепловых насосов могут обеспечить отличный круглогодичный контроль температуры в доме, нагнетая тепло в зимние месяцы и отводя его летом.Основное различие между типами тепловых насосов заключается в том, где они получают тепло или утилизируют его.

Традиционные воздушные тепловые насосы получают тепло от воздуха снаружи, так как даже относительно холодный воздух на самом деле содержит значительное количество тепла. Они используют это тепло, чтобы согреть ваш дом зимой, но по мере того, как температура на улице опускается ниже нуля, эти тепловые насосы могут становиться все менее и менее эффективными.

Тепловые насосы с водяным источником, с другой стороны, работают в основном по тому же принципу, что и тепловые насосы с воздушным источником, но они отбирают тепло из водоема, а не из воздуха.Они делают это, циркулируя воду по системе труб, проложенной на дне водоема. По мере того, как вода циркулирует, она собирает тепло из озера или водохранилища, а затем переносит его обратно в ваш дом.

Летом процесс обратный, и тепло отводится из вашего дома и выводится с более прохладной водой наружу. Как и тепловые насосы с воздушным источником тепла, тепловые насосы с водяным источником немного более эффективны при охлаждении, чем при нагреве, поскольку даже глубокая вода в конечном итоге становится холодной в зимние месяцы.Однако вода часто бывает теплее воздуха, поэтому тепловые насосы с водяным источником могут быть хорошей альтернативой, если вы живете в немного более прохладном климате.

Конечно, вам также необходим доступ к соответствующему водоему, чтобы установить тепловой насос источника воды, что делает его недоступным для всех.