Типы тепловых насосов в вашем доме (и что нагревается)

Типы тепловых насосов в вашем доме (и что нагревается)

Тепловые насосы — это чрезвычайно эффективный способ обогрева и охлаждения вашего дома. Существует несколько типов тепловых насосов, которые вы можете использовать, и выбор одного из них аналогичен выбору любого другого прибора — все зависит от вашего бюджета, потребностей и местоположения.

Существует три основных типа тепловых насосов, подходящих для вашего дома: тепловой насос с источником воды, тепловой насос с источником воздуха и тепловой насос с источником тепла от земли.

Каждый тип достигает максимальной эффективности в немного разных ситуациях. Например, геотермальный тепловой насос может оставаться эффективным при более низких температурах, тогда как воздушный источник наиболее эффективен в более мягком или теплом климате.

Эта статья расскажет вам о тепловых насосах, о том, что они нагревают, и поможет вам решить, какой тепловой насос лучше всего подходит для вашего дома.

Что такое тепловые насосы?

Тепловые насосы берут штурмом мир устойчивого домашнего дизайна. Поскольку они продолжают развиваться и совершенствоваться, домовладельцы по всей стране устанавливают их.

Тепловые насосы используют окружающий воздух, воду или температуру земли для обогрева вашего дома. Использование окружающей среды в качестве основного источника тепла снижает потребность в использовании газа или электричества для обогрева всего дома.

Стандартные обогреватели полагаются исключительно на невозобновляемую энергию для обогрева дома. В то время как тепловые насосы используют некоторое количество электричества или газа в качестве источника тепла, большая часть тепла поступает из окружающей земли, воды или воздуха. В результате каждый тип теплового насоса хорошо работает в разных климатических условиях и местах.

Типы тепловых насосов

Каждый из трех наиболее распространенных тепловых насосов имеет свои преимущества и может быть очень эффективным в подходящем климате и условиях. Они извлекают тепло из воды, воздуха или земли, чтобы помочь обогреть или охладить ваш дом энергоэффективным способом.

Водяной тепловой насос

Тепловые насосы с водяным источником предъявляют самые специфические требования из трех. Хотя они могут быть очень эффективными, они требуют, чтобы вы жили рядом с источником воды. Колодец или пруд – оба варианта для этого теплового насоса.

Для установки водяного теплового насоса подрядчики размещают трубы на дне выбранного водоема. Затем насос перекачивает воду по линиям и отбирает тепло.

Но, разумеется, это работает и в обратную сторону. Трубы откачивают тепло из вашего дома и направляют его в источник воды для охлаждения вашего дома.

Одним из основных преимуществ водяного теплового насоса является то, что температура на входе относительно постоянна, а это означает, что этот тип насоса может работать в различных климатических условиях. Кроме того, они дешевле в установке и эксплуатации, чем их аналоги.

Дома, многоквартирные жилые дома, офисы, гостиницы и школы — отличные варианты применения водяного теплового насоса. Кроме того, насос, обслуживающий дом на одну семью, может быстро расширяться от дома на одну семью до более крупных приложений.

Воздушный тепловой насос

Воздушные тепловые насосы также называют насосами типа «воздух-воздух», потому что они используют внешний воздух для обогрева вашего дома. Эти тепловые насосы просты в установке и относительно малы по сравнению с другими моделями.

Воздушные тепловые насосы повышают энергоэффективность отопления до 50%, что является значительным преимуществом для большинства домовладельцев.

Существует два основных типа воздушных тепловых насосов. Первый канальный, второй бесканальный. Канальные воздушные насосы являются наиболее распространенными и имеют много преимуществ, в том числе снижение и поддержание влажности в доме. Они очень эффективно снижают влажность и превосходят по эффективности стандартные кондиционеры.

Существуют варианты без воздуховодов, называемые тепловыми насосами с мини-сплит, для домов, в которых нет воздуховодов. Они также отлично подходят для дополнения конструкции, в которой уже есть система отопления.

Кроме того, бесканальные воздушные тепловые насосы идеально подходят для отдельных или групп комнат в доме, упрощая индивидуальное отопление. Тем не менее, может потребоваться несколько мини-сплит-насосов, чтобы покрыть потребности всего дома в отоплении для общедомовых систем.

Поскольку воздушные тепловые насосы используют наружный воздух, они наиболее эффективны в более мягком климате. Они теряют эффективность в более холодном климате, и при их использовании в доме может потребоваться дополнительный источник тепла.

Наземный тепловой насос

Геотермальные тепловые насосы также называют геотермальными тепловыми насосами. Эти тепловые насосы используют энергию земли для обогрева дома.

Они очень эффективны, потому что земля имеет тенденцию поддерживать более постоянную температуру, чем воздух. Геотермальные тепловые насосы могут снизить потребление энергии от отопления на 30-60%.

Хотя эффективность геотермальных тепловых насосов очень высока, их установка требует больших затрат. Установка включает в себя раскопки и установку пластиковых труб под фундамент вашего дома, что относительно обременительно и может быть очень дорогим.

С другой стороны, геотермальные тепловые насосы процветают в широком диапазоне климатических условий. Кроме того, постоянство температуры земли означает, что геотермальные тепловые насосы эффективны в более холодном климате, в отличие от теплового насоса с воздушным источником.

Подтипы тепловых насосов

Существует множество подтипов тепловых насосов. Обычно они устанавливаются не сами по себе, а в сочетании с одним из основных типов насосов. Например, один подтип представляет собой солнечный насос, который обычно используется либо с геотермальным, либо с воздушным насосом для обеспечения питания соответствующего насоса и самого дома.

Другим подтипом является гибридный тепловой насос, который сочетает в себе несколько типов насосов или использует газовый или масляный котел в сочетании с насосом. Гибриды обычно используются в домах, в которых уже установлена ​​котельная, или в районах с широким диапазоном температур в течение года.

Что нагревается?

Тепловые насосы могут не только обогревать и охлаждать ваш дом, но и питать другие бытовые приборы в вашем доме. Чтобы иметь максимально эффективный дом, их использование в сочетании с другими приборами имеет решающее значение. Наиболее значительным использованием тепла будут комнаты в вашем доме.

Блок HVAC с тепловым насосом

В основном тепловой насос используется для обогрева и охлаждения вашего дома, что является ключом к созданию энергоэффективной конструкции. Большинство насосов могут использовать существующие воздуховоды или вентиляцию в вашем доме.

Поскольку тепловой насос может как нагревать, так и охлаждать, он может заменить печь и кондиционер. Единственным исключением могут быть мини-сплит-насосы, которые представляют собой воздушные насосы без воздуховодов, требующие применения в определенной зоне или помещении.

Водонагреватели с тепловым насосом

Водонагреватели с тепловым насосом могут процветать в среде, которая нагревается более крупным тепловым насосом. Эти водонагреватели используют окружающий внутренний воздух для нагрева воды в доме.

Если воздух эффективно нагревается от вышеуказанных тепловых насосов, это максимизирует эффективность водонагревателя. Однако водонагреватели с тепловым насосом могут терять эффективность в зимние месяцы, потому что сначала требуется печь для нагрева воздуха.

Однако в случае теплового насоса воздух нагревается эффективно.

Перспективные технологии

Приборы с тепловым насосом набирают популярность, потому что они эффективны, могут использовать существующую структуру и экономить много денег в долгосрочной перспективе.

Одной из самых популярных бытовых приборов являются стиральные и сушильные машины с тепловым насосом. Хотя они еще не очень распространены в Соединенных Штатах, многие производители, такие как GE, Electrolux и LG, начинают разрабатывать и продавать их.

Кроме того, на рынке появляется новая бытовая техника — посудомоечные машины с тепловым насосом. Поскольку эти технологии продолжают развиваться и, скорее всего, к ним будут прилагаться федеральные и региональные скидки, они станут более доступными.

3 типа домашних тепловых насосов и принцип их работы

Как следует из названия, тепловой насос «перекачивает» тепло из одного места в другое. Большинство из них оснащены реверсивными клапанами, которые позволяют им обеспечивать как нагрев, так и охлаждение.

Тепловой насос является одним из наиболее энергоэффективных способов обогрева и охлаждения дома, особенно в климате с умеренными потребностями в отоплении и охлаждении. Независимо от того, занимаетесь ли вы ремонтом и рассматриваете новую систему отопления, ваша старая печь готова к замене или вы хотите повысить энергоэффективность своего дома, этот обзор трех основных типов тепловых насосов и принципов их работы поможет вам начать работу.

Тепловой насос во многом похож на холодильник или кондиционер: он использует электричество и хладагент для «перекачки» или перемещения тепла из одного места в другое. Он не выделяет тепло, как печь. Вместо этого он использует энергию, которую можно найти в воздухе, земле и источниках воды, окружающих ваш дом.

Даже в самые холодные месяцы эта тепловая энергия все еще присутствует, и тепловой насос извлекает и передает это тепло в ваш дом. Те же принципы применяются, когда на улице тепло, но наоборот; тепловой насос удаляет тепло из вашего дома и перемещает его наружу, обеспечивая функцию кондиционирования воздуха.

По сравнению с обычными домашними отопительными и охлаждающими приборами, тепловые насосы часто могут кондиционировать помещение за небольшую часть стоимости. Вот почему тепловые насосы считаются одним из самых энергоэффективных способов отопления и охлаждения дома для кондиционирования всего дома или даже его части в течение всего года.

Типы тепловых насосов

Диаграмма того, как работает типичный тепловой насос: извлечение тепла извне и перемещение его в дом.

Существует три основных типа тепловых насосов: воздушные, водяные и грунтовые (геотермальные). Все три из них работают по одним и тем же принципам, упомянутым выше, за исключением того, что все они собирают тепло из разных источников.

1. Воздушный тепловой насос

Источник воздуха, также известный как насос воздух-воздух, извлекает тепло из наружного воздуха и передает его в ваш дом. Это один из самых простых и дешевых тепловых насосов в установке, который занимает мало места. Бесканальные тепловые насосы энергоэффективны по сравнению с другими методами, использующими грунт и воду, в мягком климате и менее эффективны в очень холодном климате, чем грунтовые насосы с хорошо спроектированным контуром заземления. По оценкам Министерства энергетики, воздушный тепловой насос может помочь сократить потребление энергии на 50%.

2. Геотермальный тепловой насос

Геотермальный тепловой насос, также известный как геотермальный тепловой насос, извлекает тепловую энергию из земли и почвы вокруг вашего фундамента и передает ее в ваш дом. Зимой температура земли почти всегда теплее воздуха, поэтому тепловые насосы, использующие теплоту земли, более эффективны, чем тепловые насосы, использующие воздух, особенно в зимние месяцы.

Геотермальный тепловой насос также надежнее и тише, чем система с воздушным источником. Основная причина, по которой геотермальные тепловые насосы не получили более широкого распространения, связана с высокой стоимостью установки. Чтобы система работала правильно, необходимо выкопать длинные отрезки пластиковых труб под домом. Более новая система под названием «прямой впрыск» направлена ​​на то, чтобы сделать этот процесс более доступным, но по-прежнему требует больше времени, усилий и денег, чем источник воздуха. По оценкам Министерства энергетики, этот тип теплового насоса может снизить потребность в энергии на 30-60%.

3. Тепловой насос с источником воды

Последний вариант возможен только в том случае, если у вас есть водоем рядом с вашим домом или собственностью, например, пруд. Водяной тепловой насос извлекает тепловую энергию из воды, перекачивая воду из источника непосредственно через тепловой насос.

Этот метод обеспечивает более постоянную температуру на входе, чем насос с воздушным источником, и намного дешевле в установке, чем насос с грунтовым источником. Водяным тепловым насосам требуется постоянный поток воды, а в разгар зимних месяцев может потребоваться второй источник тепла в качестве резервного. Если вам нужно обогреть большое здание, лучше всего подойдет система с переменным расходом, поскольку она работает по зонам, позволяя системе отключаться в то время, когда определенные зоны не требуют обогрева или охлаждения.

Как выбрать правильный тепловой насос для вашего дома

Установка системы теплового насоса для кондиционирования всего дома или его части может стать отличным решением для повышения энергоэффективности вашего дома. Дилеры Dr. Energy Saver обучены осмотру вашего дома, чтобы определить наилучший подход к отоплению или охлаждению для вашего уникального пространства. В штатах, где геотермальные тепловые насосы имеют смысл, их устанавливают местные подрядчики Dr. Energy Saver. Иногда герметизация или изоляция чердака и воздуховода являются более экономичным и энергоэффективным первым шагом. Ваш местный подрядчик Dr. Energy Saver может оценить вашу существующую систему отопления и охлаждения, чтобы определить, может ли и какой тип теплового насоса сэкономить вам энергию.

Мы настраиваем системы отопления для оптимизации эффективности, потому что знаем, что нет двух одинаковых домов. Если вы год за годом тратите слишком много денег на отопление или охлаждение своего дома, сейчас самое время связаться с местным дилером Dr. Energy Saver, чтобы обсудить варианты энергии для вашего дома.

Блог о домашнем отоплении и энергетике

Миссия Evergreen Home Heating and Energy состоит в том, чтобы сделать дома в районе Пьюджет-Саунд самыми энергоэффективными и удобными домами в стране. Благодаря нашим многолетним знаниям и опыту, а также инновационным и передовым технологиям, мы верим, что являемся компанией HVAC, которая воплотит эту цель в жизнь.

Типы тепловых насосов

В то время как воздушные тепловые насосы являются наиболее распространенным типом, используемым в домах, тепловые насосы бывают разных типов и конфигураций. Я описал для вас наиболее распространенные типы тепловых насосов.

Центральные тепловые насосы против бесканальных тепловых насосов

Центральные тепловые насосы обеспечить центральное отопление и охлаждение домов и других зданий. Центральный тепловой насос работает в сочетании с устройством обработки воздуха или печью для циркуляции кондиционированного воздуха через систему воздуховодов. Если воздуховоды здания правильно спроектированы, установлены и сбалансированы, центральный тепловой насос может эффективно обеспечивать сбалансированную температуру и воздушный поток по всему зданию, что приводит к более чистому воздуху в помещении и очень комфортному и здоровому зданию.

С другой стороны, бесканальные тепловые насосы, как следует из названия, не используйте воздуховоды. Вместо того, чтобы полагаться на один воздухообрабатывающий агрегат или печь для циркуляции воздуха, бесканальные тепловые насосы имеют один или несколько настенных воздухообрабатывающих агрегатов. Бесканальные тепловые насосы имеют ряд преимуществ перед многими другими системами центрального отопления и охлаждения. Использование воздуховодов для циркуляции воздуха увеличивает статическое давление в системе. Короче говоря, система воздуховодов создает трение, затрудняя циркуляцию воздуха. Поскольку в бесканальном тепловом насосе нет воздуховодов, он может более эффективно перемещать воздух, что делает бесканальный тепловой насос одной из самых эффективных доступных систем отопления и охлаждения.

Еще одним преимуществом бесканальных тепловых насосов является то, что они могут обеспечить «зонирование», если установлено несколько внутренних блоков. Это позволяет независимо контролировать температуру в разных частях дома или отключать ее, если в ней никого нет.

Наземный источник (геотермальный) и воздушные тепловые насосы

Геотермальные или геотермальные тепловые насосы использовать землю для получения тепла зимой и отвода тепла летом. Температура в земле более умеренная, чем температура в воздухе над землей. Геотермальные тепловые насосы используют эти умеренные температуры в своих интересах, что делает их чрезвычайно эффективными в работе. На самом деле, геотермальные тепловые насосы являются наиболее эффективным типом тепловых насосов, способных развивать до 6 КПД даже в самые холодные зимние ночи. С другой стороны, тепловые насосы с воздушным источником могут достигать более 3 CoP в более мягкие дни.

Самой большой проблемой геотермальных тепловых насосов является их начальная стоимость. Поскольку для установки геотермального теплового насоса требуются значительные земляные работы и монтажные работы, стоимость может составлять десятки тысяч долларов и более. К сожалению, эта высокоэффективная технология слишком дорога для большинства домовладельцев.

Воздушные тепловые насосы, с другой стороны, перемещать тепло воздуха с улицы в помещение зимой и охлаждать помещение летом. Они являются наиболее распространенным типом теплового насоса. Хотя они немного менее энергоэффективны, чем геотермальные тепловые насосы, воздушные тепловые насосы могут быть установлены за небольшую часть стоимости типичной геотермальной системы. Воздушные тепловые насосы также очень эффективны по сравнению с другими типами систем отопления. Для домовладельцев, желающих перейти на более энергоэффективную систему отопления и охлаждения и получить значительную экономию средств в течение срока службы своей системы, воздушный тепловой насос является отличным выбором.

Двухтопливные (гибридные) системы тепловых насосов

Гибридные системы тепловых насосов сочетают в себе электрический тепловой насос с наружным воздухом и внутреннюю газовую печь. Это позволяет домовладельцу в большинстве случаев пользоваться преимуществами высокоэффективного теплового насоса и использовать газовую печь в качестве резервного источника тепла в самые холодные дни и ночи в году. Часто системы тепловых насосов устанавливаются с резервным источником тепла на случай экстремально низких температур зимой. Это связано с тем, что при понижении температуры наружного воздуха падает эффективность нагрева тепловых насосов. Наиболее распространенным резервным источником тепла в стандартной системе теплового насоса является электрическая печь, особенно в домах, где нет доступа к природному газу. Преимущество гибридной системы с газовой печью заключается в том, что в те дни, когда требуется резервное тепло, газовая печь обычно обходится дешевле, чем электрическая печь.