气水泵工作原理
如前所述，此类装置的主要热能来源是大气。气泵运行的根本基础是液体在从液态到气态的相变过程中吸收和释放热量的物理特性，反之亦然。作为状态变化的结果，温度被释放。该系统的工作原理与冰箱相反。
为了有效利用液体的这些特性，低沸点制冷剂（氟利昂、氟利昂）在闭合回路中循环，其设计包括：
- 带电驱动的压缩机；
- 风扇式蒸发器；
- 节流（膨胀）阀；
- 板式换热器;
- 连接电路主要元件的铜或金属塑料循环管。
由于压缩机产生的压力，制冷剂沿回路移动。为了减少热损失，管道上覆盖有人造橡胶或聚乙烯泡沫的隔热层，并带有保护性金属化涂层。作为制冷剂，使用氟利昂或氟利昂，可在负温下沸腾，至-40℃也不会结冰。
整个工作过程由以下连续循环组成：
- 蒸发器散热器包含比外部空气更冷的液态制冷剂。在主动散热器吹气期间，来自低势空气的热能被转移到氟利昂，氟利昂沸腾并变成气态。与此同时，它的温度也在上升。
- 加热后的气体进入压缩机，在压缩过程中温度更高。
- 在压缩和加热状态下，制冷剂蒸汽被送入板式热交换器，加热系统的热载体在此循环通过第二回路。由于冷却剂的温度远低于加热气体的温度，氟利昂在热交换器板上积极冷凝，将热量散发给加热系统。
- 冷却后的汽液混合物进入节流阀，节流阀只允许冷却的低压液态制冷剂通过蒸发器。然后重复整个循环。
为了提高管子的传热效率，在蒸发器上缠绕有螺旋翅片。供热系统的计算、循环泵等设备的选择应考虑 水力阻力和系数 传热板式换热器安装。
系统设备及其操作的视频概述
变频热泵
作为安装的一部分，逆变器的存在允许设备平稳启动并根据室外温度自动调节模式。这通过以下方式最大限度地提高热泵的效率：
- 效率达到95-98%；
- 将能耗降低 20-25%；
- 最小化电网负载；
- 增加设备的使用寿命。
因此，无论天气如何变化，室内温度都稳定地保持在同一水平。同时，配备自动控制单元的逆变器不仅可以在冬季提供供暖，还可以在夏季炎热天气提供冷空气。
同时，应该考虑到额外设备的存在总是会增加其成本和增加投资回收期。
按工作液种类划分
现代热泵可以使用 气态体或化学液体 氨溶液作为传热体。特定方案的适用性由几个因素、系统特性来评估。
- 氟利昂装置具有基于气体压缩和膨胀过程的热泵循环。它们以某种方式建立在压缩方案之上。该设备具有吸引人的性能指标，但也有缺点。虽然系统在运行周期时的加权平均消耗是稳定的，但布线负载很重。此外，带有气体热传输器的热泵在没有集中式电力网络或没有足够负载能力的电源的地区将不会有用。
- 使用氨溶液的蒸发型设备的工作循环基于物质在低沸点下的蒸发过程。通过外部热交换器后的液化是在能源的作用下发生的。这是一个热燃烧器。几乎可以使用任何燃料：固体、汽油、柴油、天然气、煤油，在某些情况下 - 甲醇。因此，蒸发式热泵在没有电的地方很有吸引力。此外，该地区某种类型的燃料价格低廉，可能会促使人们选择此类设备。
系统中使用的工作流体的性质可以在很大程度上说明设备的性能和功率输出。因此，氟利昂压缩机热泵能够快速加热房间。氨蒸发模型不具备这样的能力。它们的首选使用模式是在额定热输出下稳定、连续运行。
热泵的类型
热泵分为几种类型。按热能传递方式分类的第一类（型）：
压缩。主要的安装元件是压缩机、冷凝器、膨胀机和蒸发器。这种泵的质量和效率非常高，因此在市场上非常受欢迎。
吸收。最新一代的热泵。他们在工作中使用吸收性氟利昂。多亏了这一点，工作质量提高了几倍。
可以区分 热泵的类型 按热源分，即：
- 土壤产生热能（如图）；
- 水;
- 气流
- 重新温暖。它们是从径流、脏空气或污水中获得的。
按输入输出电路类型：
- 空对空。泵吸入冷空气，降低其温度，接收所需的热量，然后将其转移到需要加热的地方。
- 水对水。泵从地下水中获取热量，将其提供给水来加热房间。
- 水对空气。从水到空气。典型的是使用探头和水井，加热是通过空气加热系统进行的。
- 空气对水。从空气到水。这种类型的泵使用来自大气的热量来加热水。
- 土壤水。在这种形式中，热量是从埋在地下的水的管道中获取的。热量来自地面（土壤）。
- 冰水。一种有趣的热泵。为了加热空间供暖的水，使用了一种制冰技术，其中释放了巨大的热能。如果您冻结多达 200 升水，您可以获得可以在 40-60 分钟内加热中等大小的能量。
热泵的优缺点
原则 热泵运行简单来说，是基于收集低品位热能并将其进一步转移到供暖和气候系统以及水处理系统，但温度更高。一个简单的例子可以在 气瓶的形式 – 当它充满气体时，压缩机通过压缩它而升温。如果你从钢瓶中释放气体，那么钢瓶就会冷却 - 尝试从可再填充的打火机中急剧释放气体，以了解这种现象的本质。
因此，热泵可以从周围空间带走热能——它存在于地下、水中，甚至是空气中。即使空气的温度是负的，里面还是有热量的。它也存在于任何不会冻结到最底部的水体中，以及也不适合深度冻结的深层土壤中——当然，除非它是永久冻土。
热泵有一个相当复杂的设备，你可以通过尝试拆卸冰箱或空调来看到。这些我们熟悉的家用单元与上述泵有些相似，只是它们的工作方向相反——它们从房屋中吸取热量并将其输送到室外。如果您将手放在冰箱的后散热器上，我们会注意到它是温暖的。而这种热量只不过是从室内的水果、蔬菜、牛奶、汤、香肠和其他产品中获取的能量。
空调和分体式系统的工作方式类似——室外机产生的热量是在冷却的房间里一点一点收集的热能。
热泵的工作原理与冰箱相反。它从相同谷物中的空气、水或土壤中收集热量，然后将其重新定向到消费者——这些是供暖系统、蓄热器、地板采暖系统和热水器。似乎没有什么能阻止我们用普通的加热元件加热冷却剂或水——这样更容易。但是让我们比较一下热泵和传统加热元件的生产力：
选择热泵时，最重要的是特定自然能源的可用性。
- 常规加热元件 - 产生 1 kW 的热量，它消耗 1 kW 的电力（不包括错误；
- 热泵 - 它只消耗 200 W 的电力来产生 1 kW 的热量。
不，这里没有等于 500% 的效率——物理定律是不可动摇的。这只是在这里起作用的热力学定律。可以说，泵从太空中积累能量，“加厚”它并将其发送给消费者。同样，我们可以通过一个大喷壶收集雨滴，在出口处获得稳定的水流。
我们已经给出了许多类比，这些类比使我们能够理解热泵的本质，而无需使用带有变量和常数的深奥公式。现在让我们看看它们的优点：
- 节能 - 如果 100 平方米的标准电加热。 m. 每月会产生 20-30000 卢布的成本（取决于外面的空气温度），那么带有热泵的供暖系统会将成本降低到可以接受的 3-5000 卢布 - 你必须承认，这已经是相当可观的储蓄。这没有技巧，没有欺骗，没有营销技巧；
- 爱护环境——煤炭、核能和水力发电厂危害自然。因此，减少用电量可以减少有害排放量；
- 用途广泛——由此产生的能量可用于加热家庭和制备热水。
也有缺点：
- 热泵的高成本——这个缺点限制了它们的使用；
- 需要定期维护 - 您必须为此付费；
- 安装困难——这在最大程度上适用于闭路热泵；
- 缺乏被人们接受——我们中很少有人会同意投资这种设备以减少对环境的负担。但是一些远离煤气管道并被迫用替代热源取暖的人同意花钱购买热泵并减少每月的电费；
- 依赖电源 - 如果停止供电，设备将立即冻结。通过安装蓄热器或备用电源可以挽救这种情况。
正如你所看到的，一些缺点是相当严重的。
汽油和柴油发电机可以作为热泵的备用电源。
提示与技巧
热泵是一种技术复杂且相当昂贵的设备，因此在选择它时应该承担很大的责任。为了不至于毫无根据，这里有一些非常具体的建议。
1. 切勿在没有先进行计算和创建项目的情况下开始选择热泵。一个项目的缺席可能会导致致命的错误，只有在巨额额外金融投资的帮助下才能纠正。
2、热泵和供暖系统的设计、安装和维护只能委托专业人员进行。如何确保专业人员在这家公司工作？首先，通过提供所有必要的文件、实施对象的组合、设备供应商的证书。非常希望由一家公司提供所有必要的服务，在这种情况下，该公司将全权负责项目的实施。
3. 我们建议您优先选择欧洲制造的热泵。不要被它比中国或俄罗斯设备贵的事实所迷惑。当计入整个供暖系统的安装、调试和调试成本估算时，泵的价格差异几乎是难以察觉的。但另一方面，拥有一个“欧洲”供您使用，您将确信它的可靠性，因为泵的高价格只是使用现代技术和高质量材料制造它的结果。
主要品种
供暖系统的所有循环泵都分为两种设计类型：带有“干”转子的设备和带有“湿”转子的循环泵。
在第一种类型的循环泵中，其名称已经很清楚，转子不与液体工作介质 - 冷却剂接触。这种泵的叶轮通过密封钢环与转子和定子分开，通过补偿这些元件磨损的特殊弹簧相互压靠。这种密封组件在泵运行期间的密封性是由钢环之间的薄水层来保证的，该水层是由于加热系统中的压力与外部环境中的压力差而形成的。
用“干”转子加热的循环泵以相当高的效率（89%）和生产率而著称，但这种类型的液压机也有缺点，包括强 工作噪音 以及操作、维护和维修的复杂性。通常，工业供暖系统配备这种类型的泵；它们很少用于家庭供暖系统。
带“干式”转子的单级循环泵
配备“湿式”转子的供暖系统循环泵是一种叶轮和转子与冷却剂持续接触的装置。转子和叶轮在其中旋转的工作介质充当润滑剂和冷却剂。这种泵的定子和转子使用不锈钢制成的特殊玻璃相互隔离。这种玻璃内部有一个转子和一个在冷却介质中旋转的叶轮，可保护通电的定子绕组免受工作流体的侵入。
这种类型的泵的效率相当低，仅为 55%，但这种设备的技术能力足以确保冷却剂在加热系统中的循环 不是太大的房子.如果我们谈论带有“湿”转子的循环泵的优点，那么它们应该包括在此类设备运行过程中发出的最小噪音、高可靠性、易于操作、维护和维修。
湿循环泵
选择热泵的类型
该加热系统的主要指标是功率。首先，购买设备和选择一种或另一种低温热源的财务成本将取决于功率。热泵系统的功率越高，部件的成本就越高。
首先，这指的是压缩机功率、地热探测器的井深，或容纳水平收集器的区域。正确的热力学计算是系统高效工作的一种保证。
如果您的个人区域附近有一个水库，那么最具成本效益和生产力的选择将是 热泵水-水
首先，您需要研究计划安装泵的区域。理想的条件是该地区存在水库。使用水对水选项将显着减少挖掘工作量。
相反，地热的利用涉及大量与挖掘相关的工作。使用水作为低品位热量的系统被认为是最有效的。
从地面提取热能的热泵装置涉及大量土方工程。收集器放置在季节性冻结水平以下
有两种方法可以利用土壤的热能。第一个涉及钻探直径为 100-168 毫米的井。根据系统的参数，这种井的深度可以达到 100 m 或更多。
特殊的探针放置在这些孔中。第二种方法使用管道收集器。这种收集器放置在地下的水平面中。此选项需要相当大的区域。
对于铺设收集器，潮湿土壤的区域被认为是理想的。自然，钻井的成本将高于水平油藏。但是，并非每个站点都有可用空间。对于 1 kW 的热泵功率，您需要 面积从 30 到 50 平方米.
建造一口深井获取热能可能比挖坑便宜一点
但一个显着的优势在于空间的显着节省，这对于小地块的所有者来说很重要。在现场存在高位地下水位的情况下，换热器可以安装在两个相距约 15 m 的井中
在现场存在高位地下水的情况下，热交换器可以布置在彼此相距约 15 m 的两个井中。
通过在封闭回路中抽取地下水来提取此类系统中的热能，其中一部分位于井中。这种系统需要安装过滤器并定期清洁热交换器。
最简单和最便宜的热泵方案是基于从空气中提取热能。一旦它成为制造冰箱的基础，后来的空调就是按照它的原理发展起来的。
最简单的热泵系统从气团中获取能量。在夏天它参与供暖，在冬天参与空调。该系统的缺点是，在独立版本中，单元功率不足
效率 各种类型的本设备 不一样。使用空气的泵性能最低。此外，这些指标直接取决于天气状况。
地面热泵品种性能稳定。这些系统的效率系数在 2.8 -3.3 之间变化。水对水系统是最有效的。这主要是由于源温度的稳定性。
需要注意的是，泵收集器在水库中的位置越深，温度就越稳定。要获得 10 kW 的系统功率，需要大约 300 米的管道。
表征热泵效率的主要参数是其转换系数。转换系数越高，热泵的效率越高。
热泵的转换系数通过热流量与压缩机运行所消耗的电能之比来表示
