热泵的工作怎么样?

热泵是一种高效、一体化电加热和冷却系统。有时被称为mini-splits,他们吸收热量从一个地方,然后将其移至另一个:冬天到你家,你家在夏天。

但究竟什么使热泵效率相比,一个典型的供暖系统呢?如果他们通过吸收热量,热泵如何保持房子温暖当外面很冷吗?这是太好了,是真的吗?

当数以百万计的人已经拥有热泵可以告诉你,他们是合法的。这是这项技术是如何运作的。

在这篇文章中是什么?

• 热泵的基础
• 热泵高效怎么样?
• 说真的,怎么热泵工作当外面很冷吗?
• 三个规则(大部分)解释为什么热泵工作
• 热泵部分,和他们所做的事情
• 捆绑在一起:制冷循环

热泵的基础

你能想到的一个热泵组合炉和空调,虽然这并不是完全正确。它更像是一个空调,也可以运行在相反。

在制冷模式下,热泵运行就像传统的交流。它使用相同的组件,包括室内和室外线圈和制冷剂管路。它还依赖于物理吸收热量的所有相同的技巧在你的房子和户外移动它,同时缓解湿度。

中央ACs和热泵通常看起来几乎相同,和大多数AC制造商也使热泵。如果你把一个热泵和传统的交流散热效率评级(SEER),他们将成本相同数量的钱每个夏天运行。技术是一样的,所以你可以期待相同的结果。

在加热模式下,向后运行过程。热泵吸收热量外你的家,然后在室内运动。

结果是一个热泵削减能源使用加热的60 - 70%相比,传统的供热系统。它提供相同数量的热量,同时使用更少的能源。这是真的,即使你占与电网效率低下。

热泵高效怎么样?

这是一个完全不同的过程比传统的加热系统。

炉和锅炉燃料转换成热量:燃烧的东西,让火科技我们使用相同的基本自石器时代。更科学:燃烧燃料(通常天然气、石油、或丙烷)释放化学能储存在它的分子键,它以热能的形式。同样的处理木材火炉。

“普通”电热或电阻加热,是同样的想法的另一个变体:这一种形式的能量(电)到另一个(热)。一个加热元件抗电的流动,它利用由此产生的热量变成实用,烤面包机或吹风机干燥器的工作方式相同。

在最好的情况下,这些系统需要一个单位的燃料或电力和把它变成一个单位热量,他们100%的效率,就像所有电动散热器。燃油系统总是浪费一些能量,所以他们通常接近80%或90%的效率,根据不同的系统。

随着热泵,原则是完全不同的。他们不直接转化为热量,喜欢传统的加热器。

相反,热泵使用电力系统吸引周围的热量和移动它。本质上,您可以使用一些电力利用很多自由,来自太阳的热量。

还记得那些100%高效电散热器吗?好的热泵吹:它可以超过300%的效率在供暖季节。也就是说,每一个单位的电你放入系统,得到三个单元的加热。即使不那么完美的安装仍然倾向于效率约250%。

(不论真假,这些原始节能不翻译直接降低电费,或减少碳排放。天然气通常比电便宜,例如。很多美国的电力仍然来自化石燃料。即便如此,许多(如果不是大多数人会省钱的热泵运行,它几乎总是对环境更好,甚至最保守可靠的估计。)

说真的,怎么热泵工作当外面很冷吗?

对大多数人来说这似乎是最难的概念来包装他们的头:如果一个热泵工作原理是吸收热量,如何才能保持你的房子温暖室外寒冷,似乎没有热量的吸收?

这是我们遇到的最简单的解释:

热泵的工作,因为他们可以让自己甚至冷比室外的空气。

即使空气对人体皮肤感觉非常冷,它仍然有一些热能。比在外层空间,温暖在南极洲。

另一个事实:热流向冷。这是物理学的一个基本法则,这就是为什么在一个非常炎热的夏天打开窗户会使你的房子温暖。

只要内的制冷剂热泵那么热比空气,空气中的热能将流入热泵。

一些热泵在寒冷的比别人

不是每个基本热泵热泵可以做成这件事。不要工作在寒冷的天气,因为他们不能足够让自己冷。大约从35岁开始,他们生产越来越少为你的家作为你的家庭需要更多的热空气,具有讽刺意味的是。大多数这些热泵都配备了备份加热strips-essentially巨大电散热器可以踢在足够低的温度下降的时候。

但是高性能mini-split热泵可以让自己冷温度低需要表现良好。大量的模型很好地工作到5 F,甚至一些降低起动在他们的全部潜力5 F(他们都有或没有管道工作。)

随着温度下降,即使这些寒冷气候热泵变得不那么有效。也就是说,他们需要使用更多的电吸收足够的热量。即便如此,热泵仍在使用更少的能源比传统的加热器,尤其是当你平均能耗在整个供暖季节,从秋季到春季。

下面每一个热泵供热能力最终逐渐减少,但是温度必须真的冷让他们完全停止工作。从模型到模型的细节变化。

如果你担心:任何像样的暖通空调承包商将考虑所有这些设计时对你的家里——出去工作的基本空调热泵系统的东西。或者,地源热泵技术,你可以避开这个问题完全与寒冷的天气。它总是在50和60 F冰冻线以下。

三个规则(大部分)解释为什么热泵工作

如果你能充实你的大脑这些事实,你会最的方式理解热泵背后的科学和工程,以及为什么它们是特别的。

• 热总是朝着冷(把它从最后一节)。热泵吸收热量,使自己比surroundings-even当这些环境非常冷,非常冷。

• 当你增加一种物质的压力时,你也会增加温度。(这就是为什么你可以做饭在瞬间冰冻鸡锅在12分钟)。反过来也是如此:减压物质使它冷。热泵用一堆压力阀控制制冷剂的温度,在正确的时间在正确的地方。

• 压力也会影响物质的“阶段”。(也就是说,无论是气体或液体,制冷剂的上下文中)。一些古怪的温度有关的东西称为过热和低温冷却阶段发生变化,和热泵利用。

热泵部分,和他们所做的事情

• 热泵通常有一个室外单元,一个或多个室内单位。

• 每个室外和室内单元连接的制冷剂管路带一个长金属管设置在一个循环中。

• 制冷剂管路,当然,充满了制冷剂。制冷剂是一种物质,适合存储热能,并将液体和气体之间切换在一个实际的温度和压力。(有数百个有用的制冷剂;只有两个常用的崭新的热泵。)

• 每个室内和室外单元包含一个线圈——有时称为(更准确地)一个热交换器。线圈是一个装置制冷剂管的位置盘后面金属鳍,这样既能有效地吸收和释放热量。线圈也可以称为蒸发器和冷凝器,本身并不是只是迷惑的热泵,因为正确的名字改变当你从加热冷却。为了避免混淆,训练有素的技术称之为室内线圈或户外。

• 每一个室内单位和室外单元也有一个风扇吹空气穿过线圈。

• 几个阀门坐在沿制冷剂循环。一些有修补制冷剂压力(膨胀阀),其他调节制冷剂流动的方向取决于加热或冷却模式(换向阀和止回阀)。

• 的压缩机实际上是整个分析的核心组件,制冷剂通过泵系统。它兼具密封阀。基本热泵使用单级压缩机将制冷剂一致的速度和压力。更高性能的热泵使用变速压缩机,可以调节制冷剂的流量和压力水平,有时一个很好的水平。

• 和加载更多,包括过滤器、除霜组件和电子产品。

捆绑在一起:制冷循环

这不是一个直观的现象,但在短暂的:制冷循环是一个过程,操作压力、温度、制冷剂的阶段快速而有效地帮助移动热。

让我们旅行通过制冷剂循环冷却模式。

• 热泵的开启,开始画电。压缩机启动注入制冷剂。

• 制冷剂吸入压缩机是气体,在较低的温度和较低的压力。

• 制冷剂压缩机挤压,现在离开压缩机作为一个高压力和高温气体。

• 的制冷剂流经一个换向阀的部分可以改变制冷剂的流动的方向取决于操作模式。因为我们在冷却模式下,换向阀点制冷剂向户外线圈。

• refrigerant-which仍然是一个气体和非常热,在闷热的夏天比空气温度afternoon-flows户外线圈。制冷剂的热量开始流入空气降温,借助风扇和线圈的金属鳍。

• 制冷剂冷却下来了,凝结成液体的时候离开户外线圈。它仍然是高度加压。

• 进一步的,制冷剂通过膨胀阀,制冷剂的机舱。这个冷却下来,还把它变成气体。

• 寒冷,减压制冷剂通过室内线圈,在线圈作为一个风扇将空气吹。线圈会明显比室内空气温度更冷。所以在家里热的空气吸收到寒冷的线圈,和制冷剂再次开始热身。

• 空气中的水分凝结在室内的冷表面线圈,滴下来到一个托盘。(冷空气不能容纳尽可能多的水蒸气热空气,所以水分变成液体水的同样的原因玻璃拿着冷饮“盗汗”在炎热的一天。)

• 所以,整个室内空气吹之前线圈=热,闷热。空气吹之后整个室内线圈=凉爽和干燥。随着时间的推移,温度和湿度在家里滴,你是一个快乐的人。

• 制冷剂出口室内线圈,并朝着压缩机,循环再次开始。重复直到室内温度下降足以匹配温控器的定位点。

• 一旦达到目标温度:一个基本的单级热泵将关闭自己,直到室内温度再次上升。更高性能,变速热泵将调整其功率(用电量)向下,所以它冷却更多slowly-attempting保持稳定的温度通过运行在一个一致的(节能)低功率设置。

在加热模式下,它本质上是相同的过程。对面的室内和室外线圈为目的,和制冷剂穿过一系列稍有不同的阀门。它还没有除湿你家在加热模式。但基本思想是一样的。

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