тел. (044) 568-35-16
факс (044) 568-35-16
моб. (067) 998-25-37

США начнет продавать сланцевый газ Японии

Тепловий насос повітря-повітря: як працює, види, нюанси експлуатації

  1. Характеристика теплового насоса повітря-повітря
  2. Принцип дії і внутрішній устрій
  3. Плюси і мінуси повітряного теплонасоса
  4. Корінні відмінності від кондиціонера
  5. Підбір та розрахунки теплового насоса
  6. Саморобка з старого холодильника
  7. Висновки і корисне відео по темі

Хочете облаштувати в будинку конвекторне опалення, де для нагріву теплоносія використовується тепловий насос «повітря-повітря», що забезпечує значну економію витрат на обігрів? Погодьтеся, що отримати повноцінне опалення в компанії з гарячою водою практично безкоштовно - вельми привабливу захід.

Але ви не знаєте, як спорудити подібну систему, щоб альтернативним способом обігрівати приміщення і отримувати гарячу воду для побутових потреб?

Ми допоможемо розібратися з цим питанням - в статті висвітлено принцип дії і пристрій насоса. Енергію такій системі доведеться витрачати тільки на роботу компресора, а основний обсяг тепла буде братися просто з вулиці з атмосфери, за що у нас поки грошей не вимагають.

Також розглянуті переваги його впровадження в систему і суттєві недоліки. Окрему увагу приділено підбору і розрахунку насоса.

А любителям все робити своїми руками ми пропонуємо спорудити подібний насос самостійно, використовуючи підручні матеріали. На допомогу наводимо фотоматеріали і відеорекомендаціі по влаштуванню і функціонуванню теплового повітряного насоса.

Характеристика теплового насоса повітря-повітря

Будь теплонасос відноситься до обладнання зі сфери. Він забирає теплову енергію повітряних мас на вулиці, з навколишнього простору в приміщенні, щоб обігріти нею житлові та нежитлові об'єкти.

При цьому не використовуються будь-які згорають види палива.

Зовні тепловий насос (ТН) повітря-повітря схожий на побутовий кондиціонер, з зовнішнього і внутрішньобудинкового блоку.

А за принципом дії він більше нагадує холодильник, тільки діє "навпаки". Але на відміну від них обох цей теплонасос здатний як охолоджувати, так і нагрівати повітряні маси в будинку.

Хочете облаштувати в будинку конвекторне опалення, де для нагріву теплоносія використовується тепловий насос «повітря-повітря», що забезпечує значну економію витрат на обігрів

Тепловий насос бере низькопотенційну теплову енергію з атмосфери з вулиці і нагріває нею кімнатне повітря до комфортних температур

Принцип дії і внутрішній устрій

В основі роботи ТН повітря-повітря лежить нехитра фізичне явище термодинаміки - рідина при випаровуванні охолоджує поверхню, з якою вона розсіюється. Наприклад, пар над кухлем з гарячим чаєм демонструє той же ефект.

На цьому принципі працює і звичайний холодильник. Усередині нього розташовані трубки, по яких циркулює холодоагент під високим тиском. Він забирає тепло з внутрішнього простору морозильної камери, злегка нагріваючись при цьому.

Потім зібране тепло віддається в повітря кімнати за допомогою теплообмінника (решітки ззаду холодильника).

Потім зібране тепло віддається в повітря кімнати за допомогою теплообмінника (решітки ззаду холодильника)

Взимку теплонасос повітря-повітря обігріває кімнатне повітря, а влітку може охолоджувати його

А щоб після холодоагент охолов до робочих температур, він стискається в компресорі. Причому за цикл роботи фреон всередині системи постійно переходить з газоподібного стану в рідке і назад.

Повітряний тепловий насос функціонує абсолютно аналогічно. Тільки тепло він бере з вулиці, а не з закритого морозильника. Навіть якщо зовні мороз, то в атмосфері все одно є чимало теплової енергії.

Навіть якщо зовні мороз, то в атмосфері все одно є чимало теплової енергії

Для виробництва тепла теплового насосу потрібна тільки енергія, що витрачається на роботу компресора. На схемі детально зображений процес перенесення тепла

Складається тепловий насос повітря-повітря з таких елементів:

  • компресора;
  • випарника з вентилятором примусового обдування;
  • розширювального клапана;
  • мідних трубок для перекачування фреону між вулицею і будинком;
  • конденсатора з вентилятором подачі нагрітого повітря в приміщення.

Перші три елементи складають зовнішній блок, а останній належить до внутрішньої частини теплонасоса. Теплоізольовані трубки з міді призначені для безперервного переміщення теплоносія між цими модулями спліт-системи.

Теплоізольовані трубки з міді призначені для безперервного переміщення теплоносія між цими модулями спліт-системи

Рух фреону в тепловому насосі відбувається по замкнутому колу, в результаті чого він постійно стискається і розширюється

Алгоритм роботи теплового насоса повітря-повітря виглядає наступним чином:

  1. Вуличний повітря втягується вентилятором в зовнішній блок і проганяється крізь ребра зовнішнього випарника. Циркулює по теплообміннику фреон вбирає в себе наявну в ньому теплову енергію, переходячи при цьому в газоподібний стан.
  2. Далі газ потрапляє в конденсатор, де стискається. А потім він перекачується по мідними трубами у внутрішній блок.
  3. У розташованому в будинку конденсаторі газ переходить назад в рідину, передаючи тепло внутрішньокімнатних повітрю.
  4. Потім зайвий тиск стравливается за допомогою розширювального клапана, і рідкий фреон знову відправляється в первинний випарник.

Значення температури фреону, що надходить в зовнішній блок, завжди нижча за температуру навколишнього середовища. Тому він завжди забирає тепло з атмосфери.

Але рівень "охолодження" теплоносія в системі постійний, а зовнішня температура постійно коливається. З цієї причини при сильних морозах ТН втрачає свою ефективність.

Цикл руху теплоносія теплового насоса повітря-повітря: 1. він стискається компресором, 2. конденсується в теплообміннику, при цьому віддаючи тепло, 3. у вигляді рідини надходить в зовнішній теплообмінник, 4. там випаровується, захопивши при випаровуванні теплову енергію зовнішнього середовища, 5 . знову повертається в конденсатор

Щоб збільшити потужність теплонасоса, поверхні конденсатора і випарника робляться максимально великими. А для безперебійності роботи в зимовий період зовнішній теплообмінник оснащується власною системою відтавання.

Плюси і мінуси повітряного теплонасоса

У кожної технічно складної системи є свої переваги і недоліки. Рекламні проспекти це одне, а в реальності власники теплових насосів ризикують зіткнутися з певними проблемами.

Галерея зображень

фото з

Використання насоса круглий рік

Система повітря-повітря змонтована поряд з будинком

Внутрішній блок насоса повітря-повітря

Зовнішній блок для розгалуженої системи

Установки обігріву / охолодження типу «повітря-повітря» вигідні, по ряду причин.

До числа основних плюсів відносять:

  • Універсальність. Системи дозволяють опалювати і охолоджувати приміщення в залежності від призначення кімнати, потреб і від кліматичного сезону.
  • Екологічність. Дають можливість повністю відмовитися від спалювання природного газу, вугілля, дров і т.п., що засмічують довкілля продуктами горіння.
  • Простота монтажу. Зібрати систему зі складових заводського виробництва не складе труднощів. Можна власноруч спорудити тепловий насос з підручних засобів.
  • Пожежна безпека. Процес отримання тепла не пов'язаний із застосуванням пального. Навіть порушення в роботі установки не зможуть спричинити загорянь.
  • Економічність. Привертають високим коефіцієнтом тепловіддачі при мінімальних витратах (на спожитий 1 кВт електроенергії вони видають 4-5 кВт тепла). До того ж, швидко окупаються.
  • Доступність за ціною. Вартість систем заводського виготовлення дозволяє придбати тепловий насос практично всім бажаючим. Власноруч виготовлена ​​установка буде практично безкоштовною.
  • Зручність експлуатації. Самий технічно складний прилад в системі - компресор, з обслуговуванням якого важко не впоратися. З характерною для теплових насосів навантаженням компресори рідко виходять з ладу раніше обіцяного виробником терміну.

Для організації опалення в одній кімнаті досить, повісивши на фасаді зовнішній модуль, а на внутрішній стіні - конвектор. Щоб обігріти кілька приміщень доведеться облаштовувати канали розподілу нагрітого повітря.

Щоб обігріти кілька приміщень доведеться облаштовувати канали розподілу нагрітого повітря

На кожен кіловат спожитої електрики теплонасос видає до п'яти кіловат теплової енергії

Все управління тепловим насосом повітря-повітря здійснюється вбудованою автоматикою. На особливу увагу приділяти роботі і налаштуванні цій системі не доведеться. Треба буде тільки регулярно чистити повітряні фільтри і іноді їх змінювати.

Серед негативних сторін теплонасосів можна згадати:

  • нехай і незначний, але все ж шумовий фон;
  • пряму залежність ефективності системи від зовнішньої температури;
  • зростання електроспоживання при похолоданні на вулиці;
  • постійно висить в повітрі пил з-за безперервної роботи вентилятора і конвекції повітря в кімнаті;
  • залежність від електропостачання (для безперебійної роботи буде потрібно генератор).

При температурах зовні до -10 ° С все працює прекрасно, що забирається з вулиці тепла цілком вистачає для створення в будинку комфортних умов. Але при подальшому похолоданні ефективність насоса різання падає.

Якщо котедж побудований в місцевості з холодним кліматом і сильними морозами в зимовий час, то без додаткового котла або каміна не обійтися.

У теплому кліматі повітряний тепловий насос без проблем справляється з поставленими завданнями по опаленню приватного будинку, але при сильних морозах додаткове джерело тепла не завадить

Для такі системи підходять ідеально. Мінімум витрат електроенергії, зусиль для монтажу і проблем з обслуговуванням. Але ними не можна нагріти воду. Для цього доведеться додатково ставити бойлер або підключатися до централізованих мереж.

Теплові насоси повітря-повітря є оптимальним способом обігріву будівель, побудованих з дерева або СІП. У таких будівель низькі тепловтрати, потужностей повітряного теплонасоса для їх опалення вистачає з надлишком.

У таких будівель низькі тепловтрати, потужностей повітряного теплонасоса для їх опалення вистачає з надлишком

У літній період тепловий насос повітря-повітря можна використовувати для обігріву води в басейні

Корінні відмінності від кондиціонера

Зовні тепловий насос повітря-повітря схожий з побутовим кондиціонером. Але у нього є свої відмінні конструктивні особливості і технічні характеристики.

Перший пристрій використовується в якості основного джерела обігріву, що працює цілий рік. А друге більше призначено для охолодження повітря в літню спеку.

Основна функція теплонасоса - це опалення. Однак багато моделей здатні також охолоджувати кімнатне повітря. Але в цьому режимі роботи вони істотно поступаються кондиціонеру по енергоефективності. Це скоріше крайній випадок їх використання.

Це скоріше крайній випадок їх використання

За зовнішнім виглядом кондиціонер і повітряний ТН схожі, але мають зовсім різне призначення і експлуатаційні характеристики

З іншого боку і багато хто може нагрівати повітря в приміщеннях. Але електрики вони при цьому споживають набагато більше теплових насосів. У кожного пристрою своє призначення.

Використання ТН «повітря-повітря» - це в першу чергу перехід на поновлювані джерела енергії.

Ці системи економічно вигідні, незважаючи на великі первинні вкладення грошей. Скорочення платежів за опалення окупає всі початкові витрати.

Підбір та розрахунки теплового насоса

Теплонасос повітря-повітря буде ефективний, тільки якщо його правильно підібрати. Необхідно заздалегідь розрахувати його потужність в залежності від квадратури будинку. А вже потім дивитися які у різних виробників ціни.

При розрахунках використовується коефіцієнт енергоефективності СОР (відношення потужності ТН до витраченої енергії).

При "тепличних умовах" він нерідко досягає 4-5 пунктів, а найсучасніші моделі до 7-8. Однак при падінні температури на вулиці до -15-20 ° С цей показник різко падає всього лише до двійки.

Однак при падінні температури на вулиці до -15-20 ° С цей показник різко падає всього лише до двійки

Оптимальну продуктивність по обігріву теплонасос видає при температурах на вулиці -10 ... + 10 градусів Цельсія, так він до ¾ теплової енергії бере з вулиці

При необхідно врахувати:

  • теплоізоляцію і інсоляцію приміщень;
  • площа кімнат;
  • кількість проживаючих в котеджі;
  • загальні кліматичні умови місцевості, де стоїть будинок.

Для більшості будинків на кожні десять квадратних метрів необхідно близько 0,7 кВт потужності теплового насоса. Але все тут досить умовно. Якщо стелі вище 2,7 м або стіни і вікна погано утеплені, то тепла потрібно більше.

Виробників теплових насосів повітря-повітря чимало і в Азії і в Європі.

Добрі відгуки мають системи від Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Carrier, Aertec, Panasonic і Toshiba. Практично всі їх моделі адаптовані до вітчизняних умов експлуатації і непогано себе зарекомендували.

Навіть при перепадах напруги вони не ламаються, продовжуючи після включення електрики працювати справно.

Ціна на ходові повітряні теплові насоси варіюється в діапазоні від 90 до 450 неоподатковуваних мінімумів доходів громадян. Тут багато що залежить не тільки від потужності агрегату, але і від додаткового функціоналу і країни-виробника.

Окремі моделі доповнюють:

• фільтрами очищення і знезараження повітря;
• резервними нагрівачами;
• електрогенераторами;
• GSM-модулями для управління системою;
• ионизаторами і озонаторами.

Практика показує, що при морозах нижче -15 ° С в обігріваються тільки тепловим повітряним насосом приміщеннях стає прохолодно. І без додаткового обігрівача комфортом в кімнатах відверто не пахне.

Однак в південних регіонах, де подібні заморозки рідкісні, ТН цілком ефективний і виправдовує витрачені гроші з лишком за рахунок економії енергоресурсів.

Саморобка з старого холодильника

З окремих компресорів і конденсаторів своїми руками зібрати тепловий насос повітря-повітря без спеціалізованих інженерних знань досить складно. Але для невеликої кімнати або теплиці можна скористатися старим холодильником.

Але для невеликої кімнати або теплиці можна скористатися старим холодильником

Найпростіший повітряний тепловий насос можна змайструвати з холодильника, простягнувши в нього з вулиці повітропровід і навісивши вентилятор на задню решітку теплообмінника

Для цього необхідно в передній дверцятах холодильника виконати два отвори. Через перше в морозилку поступатиме вуличне повітря, а по другому нижньому - виводитися назад на вулицю.

При цьому за час проходження по внутрішній камері він буде віддавати частину наявного в ньому тепла фреону.

Також можна холодильну машину просто вмонтувати в стіну відкритими дверима назовні, а теплообмінником ззаду - в приміщення. Але при цьому слід враховувати, що потужність такого обігрівача буде невеликою, а електроенергії він споживає чимало.

Повітря в приміщенні нагрівається від теплообмінника ззаду холодильника. Однак подібний тепловий насос здатний працювати тільки при зовнішніх температурах не нижче плюс п'яти за Цельсієм.

Ця побутова техніка призначена для експлуатації виключно в приміщеннях.

У великому котеджі систему повітряного опалення доведеться доповнювати воздуховодами, розподіляють тепле повітря рівномірно по всіх приміщеннях

Монтаж теплонасоса повітря-повітря гранично простий. Необхідно встановити зовнішній і внутрішній блоки, а потім з'єднати їх між собою контуром з теплоносієм.

Перша частина системи встановлюється на вулиці: прямо на фасаді, покрівлі або поруч з будівлею. Другу в будинку можна розмістити на стелі або стіні.

Зовнішній блок рекомендується монтувати в декількох метрах від входу в котедж і подалі від вікон, не варто забувати про вироблене вентилятором шумі.

А внутрішній встановлюється так, щоб потік теплого повітря з нього рівномірно поширювався по всій кімнаті.

Якщо тепловим насосом повітря-повітря планується опалювати будинок з кількома кімнатами на різних поверхах, то доведеться облаштовувати систему вентиляційних каналів з примусовим нагнітанням.

В цьому випадку краще замовити проект у компетентного інженера, інакше потужності ТНА може не вистачити на все приміщення.

Електролічильник і захисний пристрій повинні витримувати пікові навантаження, створювані тепловим насосом. При різкому похолоданні за вікном компресор починає споживати електрики в рази більше, ніж зазвичай.

Найкраще для подібного повітряного обігрівача прокласти окрему лінію постачання від розподільного щитка.

Особливу увагу слід приділити монтажу трубок для фреону. Навіть найменша стружка всередині може пошкодити компресорне обладнання.

Тут без навичок пайки міді не обійтися. Заправку хладогена взагалі варто довірити професіоналу, щоб уникнути потім проблем з його витоками.

Покрокова інструкція з виготовлення теплового насоса з холодильника описана в.

Висновки і корисне відео по темі

Принцип роботи теплової спліт-системи «повітря-повітря»:

Повітряний тепловий насос в системі опалення двоповерхового будинку:

Кондиціонер-інвертор або теплової повітряний насос - що краще?

Теплові насоси, що працюють за принципом «повітря-повітря», є високоефективними пристроями. Вони прості в обслуговуванні, зручні в експлуатації і економічні.

У продажу зараз величезний асортимент подібних систем, для будь-якого будинку можна підібрати опалювальну установку. Треба лише грамотно розрахувати її потужність, тоді вона ефективно прослужить довгі роки.

А що ви думаєте з приводу ефективності та доцільності використання теплових насосів "повітря-повітря"? Діліться своєю думкою, залишаєте відгуки про використання агрегатів і задавайте питання. Форма для коментарів розташована нижче.

Але ви не знаєте, як спорудити подібну систему, щоб альтернативним способом обігрівати приміщення і отримувати гарячу воду для побутових потреб?
А що ви думаєте з приводу ефективності та доцільності використання теплових насосів "повітря-повітря"?