Воздушные тепловые насосы | Министерство энергетики

Воздушный тепловой насос может обеспечить эффективное отопление и охлаждение вашего дома. При правильной установке воздушный тепловой насос может доставлять в дом в три раза больше тепловой энергии, чем потребляемой им электроэнергии. Это возможно, потому что тепловой насос передает тепло, а не преобразовывает его из топлива, как в системах отопления внутреннего сгорания.

Тепловые насосы с воздушным источником уже много лет используются почти во всех частях Соединенных Штатов, за исключением районов, в которых длительные периоды отрицательных температур. Однако в последние годы технология теплового насоса с воздушным источником продвинулась настолько, что теперь она предлагает законную альтернативу отоплению помещений в более холодных регионах.

Например, исследование, проведенное Northeast Energy Efficiency Partnerships, показало, что когда блоки, разработанные специально для более холодных регионов, были установлены в регионах Северо-Востока и Средней Атлантики, ежегодная экономия составляет около 3,000 кВтч (или 459 долларов США) по сравнению с электрическими нагревателями сопротивления, и 6,200 кВтч (или 948 долларов США) по сравнению с масляными системами. При замещении масла (т. е. маслосистема остается, но работает реже) среднегодовая экономия составляет около 3,000 кВтч (или около 300 долларов).

Типы воздушных тепловых насосов

Различные типы воздушных тепловых насосов описаны ниже.

Бесканальные, канальные и короткоходные, канальные

Применение без воздуховодов требует минимальной конструкции, поскольку для соединения наружного конденсатора и внутренних головок требуется всего трехдюймовое отверстие в стене. Бесканальные системы часто устанавливаются в пристройках.

Канальные системы просто используют воздуховоды. Если в вашем доме уже есть система вентиляции или дом будет новой постройкой, вы можете рассмотреть эту систему.

Короткие воздуховоды — это традиционные большие воздуховоды, которые проходят только через небольшую часть дома. Краткосрочные воздуховоды часто дополняются другими агрегатами без воздуховодов для остальной части дома.

Сплит против упакованного

Большинство тепловых насосов представляют собой сплит-системы, то есть у них есть один змеевик внутри и один снаружи. Подающий и обратный воздуховоды подключаются к внутреннему центральному вентилятору.

В комплектных системах обычно и змеевики, и вентилятор находятся на открытом воздухе. Нагретый или охлажденный воздух подается внутрь из воздуховодов, проходящих через стену или крышу.

Читайте также:
Стальные трубы: материал сегодняшнего выбора – сталь Mid City | Поставщик стали - Производство арматуры - Продажа и обслуживание стали - Вестпорт, Массачусетс - Бозра, Коннектикут

Многозонный против однозонного

Однозональные системы предназначены для одной комнаты с одним наружным конденсатором, соответствующим одной внутренней головке.

Многозональные установки могут иметь два или более внутренних змеевика, подключенных к одному наружному конденсатору. Многозонные внутренние теплообменники различаются по размеру и стилю, и каждый создает свою «зону» комфорта, позволяя обогревать или охлаждать отдельные комнаты, коридоры и открытые пространства. Это различие может также упоминаться как «многоголовка против одноголовки» и «многопортовая против однопортовой».

Как они работают

Схема воздушного теплового насоса

Система охлаждения теплового насоса состоит из компрессора и двух медных или алюминиевых змеевиков (один внутри помещения и один снаружи), которые имеют алюминиевые ребра для облегчения теплопередачи. В режиме обогрева жидкий хладагент во внешнем змеевике отбирает тепло у воздуха и испаряется в газообразное состояние. Внутренний змеевик выделяет тепло из хладагента, когда он снова конденсируется в жидкость. Реверсивный клапан рядом с компрессором может изменить направление потока хладагента для режима охлаждения, а также для оттаивания наружного змеевика зимой.

Эффективность и производительность современных воздушных тепловых насосов является результатом следующих технических достижений:

  • Термостатические расширительные клапаны для более точного управления потоком хладагента во внутренний змеевик
  • Вентиляторы с регулируемой скоростью, которые более эффективны и могут компенсировать некоторые неблагоприятные последствия ограниченных воздуховодов, грязных фильтров и грязных змеевиков.
  • Улучшенная конструкция катушки
  • Усовершенствованная конструкция электродвигателя и двухскоростного компрессора.
  • Медная трубка с канавками внутри для увеличения площади поверхности.

Выбор теплового насоса

Каждый бытовой тепловой насос, продаваемый в этой стране, имеет этикетку EnergyGuide, на которой указан рейтинг эффективности обогрева и охлаждения теплового насоса в сравнении с другими доступными марками и моделями.

Эффективность обогрева для электрических тепловых насосов с воздушным источником определяется коэффициентом полезного действия отопительного сезона (HSPF), который представляет собой меру за средний отопительный сезон общего количества тепла, подаваемого в кондиционируемое помещение, выраженного в БТЕ, деленного на общую электрическую энергию. потребляемой системой теплового насоса, выраженной в ватт-часах.

Эффективность охлаждения определяется сезонным коэффициентом энергоэффективности (SEER), который представляет собой меру за средний сезон охлаждения общего количества тепла, отводимого из кондиционируемого помещения, выраженного в БТЕ, деленного на общую электрическую энергию, потребляемую тепловым насосом, выраженную в ватт-часах.

Читайте также:
Что такое точка использования водонагревателя?

Как правило, чем выше HSPF и SEER, тем выше стоимость устройства. Тем не менее, экономия энергии может окупить более высокие первоначальные инвестиции несколько раз в течение срока службы теплового насоса. Новый центральный тепловой насос, заменяющий старый агрегат, будет потреблять гораздо меньше энергии, что существенно снизит затраты на кондиционирование воздуха и отопление.

Чтобы выбрать воздушный электрический тепловой насос, обратите внимание на этикетку ENERGY STAR®. В более теплом климате SEER важнее, чем HSPF. В более холодном климате сосредоточьтесь на получении максимально возможного HSPF.

Вот некоторые другие факторы, которые следует учитывать при выборе и установке тепловых насосов с воздушным источником:

  • Выберите тепловой насос с управлением оттаиванием по требованию. Это сведет к минимуму количество циклов оттаивания, тем самым уменьшив потребление дополнительной энергии и энергии теплового насоса.
  • Вентиляторы и компрессоры шумят. Расположите наружный блок вдали от окон и соседних зданий и выберите тепловой насос с более низким рейтингом наружного шума (децибелы). Вы также можете уменьшить этот шум, установив устройство на шумопоглощающее основание.
  • Расположение наружного блока может повлиять на его эффективность. Наружные блоки должны быть защищены от сильного ветра, который может вызвать проблемы с оттаиванием. Вы можете стратегически разместить куст или забор с наветренной стороны от катушек, чтобы защитить устройство от сильного ветра.

Проблемы с производительностью тепловых насосов

Тепловые насосы могут иметь проблемы с низким расходом воздуха, негерметичными воздуховодами и неправильной заправкой хладагента. Расход воздуха должен составлять от 400 до 500 кубических футов в минуту (куб. фут/мин) на каждую тонну мощности теплового насоса по кондиционированию воздуха. Эффективность и производительность ухудшаются, если расход воздуха намного меньше 350 кубических футов в минуту на тонну. Технический персонал может увеличить поток воздуха, очистив змеевик испарителя или увеличив скорость вентилятора, но часто требуется некоторая модификация воздуховода. См. сведения о минимизации потерь энергии в воздуховодах и изоляционных воздуховодах.

Системы охлаждения следует проверять на наличие утечек при установке и при каждом сервисном обслуживании. Комплектные тепловые насосы заправляются хладагентом на заводе и редко заправляются неправильно. С другой стороны, тепловые насосы сплит-системы заряжаются на месте, что иногда может привести к слишком большому или слишком малому количеству хладагента. Тепловые насосы сплит-системы с правильной заправкой хладагента и воздушным потоком обычно работают очень близко к SEER и HSPF, указанным производителем. Однако слишком много или слишком мало хладагента снижает производительность и эффективность теплового насоса.

Читайте также:
Минимальные требования к производительности для Windows — Glass для Европы

Проточный водонагреватель: что нужно знать перед покупкой

Устали от отсутствия горячей воды? Это не проблема с одним из этих компактных, сверхэффективных устройств, которые нагревают воду по мере необходимости. Вот что вам нужно знать о выборе, установке и жизни с безбаковым водонагревателем.

Поделиться историю

  • Рассказать об этом на Facebook
  • Рассказать об этом на Twitter

Поделиться Все варианты обмена для: Проточный водонагреватель: что нужно знать перед покупкой

Подумайте об этом: то, как большинство домохозяйств в этой стране нагревают воду, абсурдно расточительно. Мы наполняем большие резервуары объемом от 40 до 50 галлонов, а затем заливаем в них энергию 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, из года в год, чтобы быть уверенными, что у нас всегда есть горячая вода, когда мы этого хотим.

Но часто так не получается. Если подросток долго принимает душ или его супруг принимает ванну, может потребоваться долгое ожидание, пока этот опустевший резервуар снова нагреется. Кроме того, есть назойливые опасения: заполнен ли он осадком, отнимающим энергию? Будет ли утечка? И то, и другое является обоснованным опасением, поскольку танки обычно выходят из строя через 8–12 лет.

Установка проточного водонагревателя: стоит ли?

Это аргументы в пользу инвестирования в безбаковый водонагреватель. Он производит горячую воду только тогда, когда она вам нужна, и так долго, как вам это нужно, экономя от 27 до 50 процентов затрат на топливо по сравнению с нагревателями резервуарного типа. (Типичный газовый бак тратит впустую от 40 до 50 процентов сжигаемого топлива.)

А поскольку баков, которые могут выйти из строя, почти нет, шансов на катастрофическую утечку практически нет. Более того, с момента их появления в Соединенных Штатах в 1990-х годах безбаковые водонагреватели становятся все более изощренными, с такими функциями, как встроенные рециркуляционные насосы (для «мгновенного» нагрева воды) и беспроводная связь, которая сообщает вам через смартфон, когда именно нуждается в обслуживании.

Ниже приведен наш путеводитель по безбаковым водонагревателям. В нем мы объясним, как работает безбаковый водонагреватель, расскажем, что вам нужно знать, прежде чем купить его — и до того, как приедет установщик — и познакомим вас с особенностями работы устройств, чтобы не было никаких проблем. сюрпризы, если вы идете без бака.

Читайте также:
Бетонная опалубка для бетонных конструкций и фундаментов | Распространение Р. Десилец

Как работает проточный водонагреватель?

  1. Все начинается, когда вы включаете кран горячей воды (1).
  2. A датчик расхода (2) обнаруживает воду, поступающую в водонагреватель, и посылает сигнал на панель управления, чтобы начать подачу горячей воды.
  3. В газовом агрегате панель управления (3) включает вентилятор (4), который втягивает наружный воздух, открывает газовый клапан (5) который пропускает газ и зажигает горелка (6).
  4. Компания теплообменник (7) улавливает тепло от пламени и передает его воде, проходящей через трубку теплообменника.
  5. Компания смесительный клапан (8) охлаждает перегретую воду, выходящую из теплообменника.
  6. Если же линия индикатора датчик температуры (9) обнаруживает, что уровень воды превышает или ниже желаемого значения, панель регулирует газовый клапан, смесительный клапан и регулятор расхода. водяной клапан (10) соответственно.
  7. Запечатанный вентиляция (11) (или пара вентиляционных отверстий) через крышу или наружную стену отводит выхлопные газы и подает воздух для горения к горелке.

Благодаря: Филипп Максвелл, менеджер по жилым продуктам, Rheem; Эрик Манзано, супервайзер по обучению продукции, Noritz; Джо Холлидей Старший директор по развитию продуктов и бизнеса, Rinnai; Фред Молина, менеджер по водонагревателям, Bosch Thermotechnology

Что нужно знать о безбаковых водонагревателях

Сколько стоит проточный водонагреватель?

Цены варьируются от примерно 170 долларов за небольшие газовые агрегаты до более 2,000 долларов за мощные обогреватели, которые могут одновременно обеспечивать два душа; 1,000 долларов – это примерно среднее значение.

Безбаковые электрические обогреватели стоят от 90 до 900 долларов. Затраты на первоначальную установку превышают стоимость простой замены бака. (См. подраздел ниже, озаглавленный «Установка электрического безбакового водонагревателя».)

Как установить проточный водонагреватель

Это определенно работа для профессионала, поскольку она включает в себя герметичные соединения воды, вентиляции и газа в случае газовых или пропановых установок или модернизацию проводки и панели автоматического выключателя в случае электрических установок.

Обслуживание безбакового водонагревателя

Зарегистрируйтесь, чтобы профессионал предоставил ежегодное обслуживание, включая чистку или замену водяных и воздушных фильтров и проверку горелки. В регионах с жесткой водой промывка уксусом каждые 500 часов предотвращает засорение теплообменника отложениями минералов — накипью. Эту 20-минутную задачу может выполнить как профессионал, так и домовладелец.

Читайте также:
Структурно-изолированные панели (SIP) | Центр решений Building America

Как долго служат проточные водонагреватели?

Безрезервуарные водонагреватели, работающие на газе, должны работать 20 и более лет, что в два-три раза дольше, чем водонагреватели бакового типа. Безбаковые электрические агрегаты имеют более короткий срок службы, порядка 7-10 лет.

Где я могу купить один?

Эти обогреватели есть в магазинах сантехники, крупных магазинах и интернет-магазинах. Или закажите через сантехника.

Плюсы и минусы безбаковых водонагревателей

Человек смотрит внутрь безрезервуарного водонагревателя

PRO: они компактны

Новые водонагреватели резервуарного типа стали больше, поскольку федеральные правила теперь требуют более толстой изоляции для уменьшения потерь тепла в режиме ожидания.

Таким образом, они могут не вписаться в помещения, куда мог бы поместиться старый обогреватель той же мощности. Безбаковые газовые обогреватели размером с чемодан и висят на стене.

ЗА: они безопаснее

В отличие от нагревателя резервуарного типа, они не прольют галлоны воды, если произойдет утечка, или появятся бактерии Legionella, или если они опрокинутся во время землетрясения. А поскольку отверстия для подачи и вытяжки воздуха закрыты, угарный газ не может просочиться в дом из-за обратной тяги.

ЗА: их легко подготовить к зиме

Владельцы загородных домов хорошо знают, сколько времени нужно, чтобы слить воду из бака водонагревателя, прежде чем закрыть дом на зиму. С помощью компрессора можно слить воду из безбакового водонагревателя за несколько секунд; то вы просто отключите его.

ПРОТИВ: они чувствительны к медленному потоку

Если в трубах скопилось слишком много накипи, или забиты краны и аэраторы насадки для душа, или кран, перевернутый вниз, снижает расход воды примерно до 0.3 галлона в минуту, эти устройства автоматически отключаются.

ПРОТИВ: окупаемость требует времени

По сравнению с баковым обогревателем стоимостью 400 долларов или около того, безрезервуарный газовый обогреватель стоимостью 1,000 долларов может сэкономить семье всего около 100 долларов в год, в зависимости от того, насколько он эффективен и сколько горячей воды используется.

Но поскольку эти газовые установки без резервуара служат дольше, экономия начинает проявляться через шесть лет, примерно тогда, когда многие резервуары приближаются к своей кончине.

Читайте также:
Do Ceilings Need To Be Primed? Home Decor Bliss

Новая технология безрезервуарного водонагревателя

Безбаковая технология постоянно совершенствуется. Вот некоторые из последних усовершенствований:

Высокая эффективность

Конденсационные газовые обогреватели могут извлекать до 96 % тепла топлива, что на 17 % больше, чем у безрезервуарных агрегатов первого поколения, благодаря второму теплообменнику, который улавливает большую часть тепла отработавших газов до того, как оно выйдет через вентиляционное отверстие.

Они примерно на 25 процентов дороже, чем неконденсационные нагреватели, и они создают кислотный конденсат, который необходимо нейтрализовать. Если нагреватель не оснащен встроенным нейтрализующим картриджем, установщик должен его добавить.

Мгновенная горячая вода

Безрезервуарным водонагревателям требуется около 15 секунд, чтобы нагреть воду до нужной температуры, но вам все равно придется ждать, пока эта горячая вода дойдет до вашей насадки для душа или крана, как и в случае с водонагревателем резервуарного типа.

Когда расстояние между нагревателем и прибором превышает 50 футов, ищите устройства со встроенным рециркуляционным насосом, который экономит воду и сокращает время ожидания. Насос, который можно включить с помощью таймера, кнопки, датчика движения, умного динамика или смартфона (см. выше), проталкивает холодную воду из труб обратно через нагреватель.

Примерно через минуту насос отключается, и через несколько секунд после открытия крана вы получаете горячую воду.

Wi-Fi-совместимый

Безрезервуарные агрегаты с цифровым подключением позволяют регулировать температуру и контролировать расход газа и горячей воды на телефоне.

Что еще более важно, устройство может определить источник проблемы. Передайте эту информацию своему сантехнику, и он или она сможет появиться, точно зная, что нужно сделать. Эта функция также устраняет любые догадки о том, когда пора удалять накипь.

Скидки на проточный водонагреватель: отличный способ сэкономить

Фото Карла Тремблея

Какой размер безбакового водонагревателя мне нужен?

Вот как профессионалы гарантируют, что ваш нагреватель подает достаточно горячей воды.

Требуется большой всплеск БТЕ безбаковый водонагреватель превращает холодную воду в горячую всего за несколько секунд. Но если мощность нагревателя не соответствует спросу, он сократит поток или, что еще хуже, подаст чуть теплую воду.

Чтобы определить, сможет ли обогреватель удовлетворить потребности домохозяйства, сантехник рассматривает три фактора:

  • Компания температура воды входить в обогреватель
  • Компания пиковый спрос на горячую воду в галлонах в минуту (gpm)
  • Эффективность нагревателя, о чем свидетельствует его Единый энергетический коэффициент, указанный в характеристиках продукта.
  1. Первый шаг: профессионал выясняет, сколько БТЕ на галлон нагреватель должен поднять температуру поступающей воды до 120 градусов (см. карту на следующем слайде).
  2. Далее идет пиковый спрос, сумма скоростей потока для каждого прибора и арматуры, которые могут одновременно использовать горячую воду. (Эти ставки указаны на следующем слайде.) Общая сумма снижается на 20 процентов, поскольку мы не купаемся и не моемся в 120-градусной воде. Вы можете уменьшить пиковый спрос, перейдя на приборы с низким расходом и водосберегающие приборы или отложив стирку, когда используется душ.
  3. Общий выход БТЕ рассчитывается путем подстановки в формулу показателей БТЕ на галлон и пикового потребления. Если этот выход находится между двумя моделями, выберите модель с более высоким рейтингом Btu. А если выходная мощность превышает 198,000 XNUMX британских тепловых единиц, максимум для бытовых газовых обогревателей, вам понадобятся два меньших блока, которые работают в тандеме.
Читайте также:
Как покрыть некрасивые мозаичные полы: простой и выгодный способ! – Квадростиль

Оценка выхода BTU

Не хотите заниматься математикой? Используйте эти цифры, чтобы оценить, какая мощность нагревателя вам потребуется.

  • 1 ванная, 1–2 человека: 140,000 XNUMX БТЕ
  • 2 санузла, 2–3 человека: 190,000 XNUMX БТЕ
  • 3 санузла, 3–5 человека: 380,000 XNUMX БТЕ

БТЕ на галлон по регионам

Скорость потока приспособления

  • Душевая головка: 1.25–2.5 галлонов в минуту
  • Смеситель для кухни или ванной: 1.5–2.2 галлонов в минуту
  • Смеситель для наполнения ванны: 4 галлонов в минуту
  • Посудомойка: 1–2.5 галлонов в минуту
  • Стиральная машина: 1.5–3 галлонов в минуту

Как определить гпм?

Чтобы найти фактическую скорость прибора в галлонах в минуту, посчитайте, сколько секунд требуется, чтобы заполнить ведро до отметки в 1 кварту. Разделив 15 на это количество секунд, вы получите gpm.

Электрический проточный водонагреватель Факты

Электрический водонагреватель без резервуара

Предоставлено Штибелем и Элтроном

Дома без газопровода или баллона с пропаном также могут воспользоваться преимуществами горячей воды по требованию, установив агрегаты без бака, работающие от электричества. Эти устройства, которые нагревают воду с помощью толстых медных стержней, тише и примерно на треть меньше, чем газовые или пропановые безрезервуарные нагреватели. А поскольку им не нужны вентиляционные отверстия, их можно установить практически где угодно, в том числе под раковинами и в небольших шкафах.

Одним из недостатков электрических агрегатов является их ограниченная мощность, которая достигает 36 киловатт или около 123,000 XNUMX британских тепловых единиц. Этого может быть достаточно для снабжения всего дома в районах с теплыми грунтовыми водами, но в более холодных странах они лучше подходят для обслуживания в точках потребления, где спрос на горячую воду не становится слишком высоким. Какой бы тип вы ни выбрали, для него потребуется достаточная сила тока на главной панели и провода большого сечения.

Кроме того, электрические обогреватели служат примерно в два раза меньше, чем газовые: типичная гарантия составляет от трех до пяти лет. Как только нагревательные элементы перегорают, замена всего нагревателя обычно стоит примерно столько же, сколько замена новых элементов.

Установка безбакового водонагревателя

Что вам и вашему сантехнику необходимо оценить до дня установки:

Читайте также:
Бытовые насосные установки для повышения давления воды | Сантехнические инженерные услуги

Газопровод

Чтобы горелка в безбаковом нагревателе работала должным образом, она должна быть подключена к линии подачи газа, которая обеспечивает достаточный объем при достаточном давлении. Во многих случаях это означает, что диаметр трубы подачи должен быть увеличен до 3/4 дюйма. А если давление будет падать, то газовой компании придется регулировать регулятор на счетчике.

FYI: Некоторые безбаковые устройства, например, производства Rheem, могут работать со стандартной ½-дюймовой газовой линией, если ее длина не превышает 24 футов.

Вентиляция

В безконденсационных газовых обогревателях используются вентиляционные отверстия из нержавеющей стали, способные выдерживать высокую температуру выхлопных газов. Конденсаторные агрегаты имеют более холодный выхлоп и используют менее дорогие трубы из ПВХ. Концентрическое вентиляционное отверстие, в котором выпускная труба находится внутри более крупной воздухозаборной трубы, упрощает установку, поскольку в стене необходимо прорезать только одно отверстие.

FYI: Как правило, длина вентиляционных трасс ограничивается всего 10 футами. Но более мощные вентиляторы, такие как в серии Rinnai Sensei, теперь позволяют вентиляционным отверстиям работать на расстоянии до 150 футов.

Жесткость воды

Отложения накипи, образующиеся в теплообменнике (или на электронагревательных элементах), замедляют теплообмен и сужают поток воды. Накипь не будет проблемой, если у вас уже есть система смягчения воды для всего дома. Но если ваша вода не умягчается, а ее жесткость превышает 120 миллиграммов на литр, то стоит инвестировать в систему очистки.

FYI: Специальный точечный картридж, такой как кондиционер для воды TAC-ler (Stiebel Eltron), изменяет жесткость без добавления соли или других химикатов.

Открытый безрезервуарный водонагреватель

Открытый безрезервуарный водонагреватель

Фото Мэтта Райзингера

Подумайте о преимуществах размещения обогревателя на открытом воздухе, если это позволяют ваш климат и местные правила.

  • Экономит место: Это на один прибор меньше, для которого нужно освободить место внутри.
  • Просто установить: Встроенная вытяжная вентиляция избавляет от необходимости прорезать большое отверстие (или два) в стене дома.
  • Простота обслуживания: Сантехник может добраться до него в любое время, независимо от того, дома вы или нет. Но имейте в виду.
  • Строительные нормы: Возможно, вам потребуется разрешение местного строительного департамента, чтобы поставить его снаружи.
  • Холодная погода: Внутренние нагреватели поддерживают температуру компонентов до -22 градусов по Фаренгейту, но открытые водопроводные трубы должны быть изолированы и обернуты нагревательной лентой, которая автоматически включается при отрицательных температурах. Замерзшие трубы менее опасны к югу от линии Мейсон-Диксон.
Читайте также:
Структурно-изолированные панели (SIP) | Центр решений Building America

Вентиляция безбакового водонагревателя

Фото Карла Тремблея

Нужна помощь с ремонтом вокруг вашего дома? Гарантия на дом может помочь. Ознакомьтесь с этими подробными руководствами от команды This Old House Reviews Team:

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: