Тепловые насосы воздушные: Что такое воздушный тепловой насос – устройство и возможности

Содержание

как выбрать и собрать своими руками

Воздушные тепловые насосы, появившиеся сравнительно недавно, ознаменовали без малого прорыв в отопительных системах. Используемый в них для теплообмена атмосферный воздух представляет собой неиссякаемый источник бесплатной энергии. По этой причине популярность данных конструкций очень велика.

Для чего нужен тепловой насос и как он работает

Воздушные тепловые насосы разных конструкций используются в качестве основных или дополнительных источников отопления жилищ. Причем монтаж подобных сооружений не является архисложным. Его можно производить уже после строительства загородного дома, а некоторые конструкции позволяют производить их установку даже для отопления помещений в многоквартирных домах.

Существует два основных типа воздушных тепловых насосов для отопления помещений. Выделяют конструкции следующих систем: воздух-воздух и воздух-вода. Общей для различных конструкций тепловых насосов чертой является наличие двух блоков: наружного и внутреннего. Наружные блоки систем воздух-воздух и воздух вода практически идентичны, а вот в устройстве внутренних элементов они имеют принципиальные отличия. Хотя, принцип работы тех и других во многом похож.

Наружный блок теплового насоса осуществляет забор воздуха из окружающей среды посредством установленного в нем вентилятора. Забираемый воздух внутри внешнего блока насоса попадает в теплообменную систему. Она представляет собой комплекс трубок, по которым циркулирует хладагент. Особенностью хладагента является его состав, который позволяет ему поддерживать экстремально низкую температуру. Она почти всегда ниже температуры окружающего воздуха. При контакте атмосферного воздуха и элементов системы теплообмена происходит нагрев хладагента. Чем выше разница между его температурой и температурой атмосферы, тем эффективнее будет проходить процесс теплопередачи.

Схема работы теплового насосаСхема работы теплового насоса

Получая энергию в виде тепла, хладагент увеличивается в объеме и меняет свое агрегатное состояние на газообразное. Образовавшийся газ по внутренним каналам поступает в компрессорный блок насоса, где происходит его принудительное сжатие. За счет этого процесса происходит дополнительный разогрев хладагента приблизительно на 20%. Таким образом, из всего полученного тепла лишь 1/5 часть вырабатывается за счет расхода электроэнергии, остальные 4/5 получены из атмосферы.

После сжатия газ транспортируется в конденсаторный блок. Там происходит очередная смена агрегатного состояния хладагента с газообразного на жидкое. В результате этого хладагент приобретает свою первоначальную температуру, а накопленное им тепло переходит на теплоприемник. До этого момента принципы работы систем воздух-воздух и воздух-вода идентичны.

Разница между этими агрегатами заключается в том, что в первом случае (воздух-воздух) в качестве теплоприемника выступает воздух помещения, а во втором (воздух-вода) – объемный бак с водой.  Он кроме этого играет роль теплового аккумулятора и источника горячего водоснабжения дома, если это предусмотрено конструкцией.

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Идеального способа отопления помещений еще не изобретено. Каждый известный на данный момент вариант отопительных конструкций обладает плюсами и минусами. К достоинствам тепловых насосов можно отнести:

  • Минимальный уровень воздействия на окружающую среду. Непосредственно сам агрегат не производит никаких выбросов.
  • Достаточно простой монтаж. Установка воздушных тепловых насосов не требует каких-либо тонких или же наоборот сверхсложных в плане прилагаемых усилий работ.
  • Низкая вероятность возгорания. Такие системы, по сравнению с системами, использующими тепловую энергию горения, практически неспособны вызвать пожар.
  • Экономичность. Большая часть вырабатываемой тепловыми насосами энергии черпается из бесплатного источника – атмосферы. Соотношение затраченной электроэнергии к выработанной тепловой составляет порядка 1 к 5.
  • Простота эксплуатации. Обслуживание данных агрегатов вполне по силам даже обычному обывателю, неподкованному в техническом плане.

Количество отрицательных сторон, как и степень их важности, у тепловых насосов незначительны, но все же они есть:

  • Функционирование некоторых систем связано с шумом. К ним относятся вентилятор для забора воздуха и компрессорный блок.
  • Нахождение в прямой зависимости эффективности отопления от температуры окружающей среды. Для регионов, где встречаются экстремальные морозы использование таких систем должно быть сопряжено с наличием резервного источника отопления.
  • Необходимость постоянного подключения к электросети.

Как несложно заметить выгода от использования тепловых насосов перевешивает незначительные недостатки, связанные с их эксплуатацией.

Как выбрать воздушный тепловой насос

Разнообразие марок и моделей в нише воздушных тепловых насосов для отопления домов довольно велико. Кроме компании производителя разные агрегаты могут отличаться и своими эксплуатационными свойствами.

Тепловой насосТепловой насос

Главный параметр – это мощность теплонасоса, от нее будет зависеть качество отопления дома. Главным образом выбор мощности зависит от размеров отапливаемого помещения. Ориентировочно определить необходимую мощность можно самостоятельно. Она определяется из расчета 700 ватт на 10 квадратных метров площади. Однако такой расчет весьма приблизителен. Он наиболее точен при условии хорошей теплоизоляции дома, а также при высоте потолков равной 270 сантиметров.

Другим варьирующимся параметром является техническая оснащенность агрегата. В разных ценовых категориях можно найти как максимально простые устройства с минимальным набором опций, так и оснащенные по последнему слову техники. Наиболее дорогие модели включают в комплект различные программные блоки, позволяющие производить тонкую настройку рабочих циклов насоса, а также управлять ими дистанционно.

Также воздушные тепловые насосы различаются по диапазону рабочих температур.

Стандартные модели  воздушных насосов эффективно работают при температурах порядка 15-20 градусов по Цельсию ниже ноля. Однако некоторые агрегаты могут осуществлять обогрев помещения при морозах вплоть до 32 градусов.

Определив для себя важность наличия тех или иных опций, можно выбирать оптимальную для своих условий модель, не переплачивая лишних денег.

Нюансы планового обслуживания воздушных тепловых насосов

Для того чтобы тепловой насос отслужил весь положенный ему срок, необходимо время от времени выполнять несложные манипуляции по его обслуживанию. В план таких мероприятий входит:

  • Своевременная чистка наружного блока насоса. Главным образом это касается основания вентилятора и теплообменника.
  • Плановая проверка герметичности системы циркуляции хладагента.
  • Замена масла в компрессорной установке и смазка подвижных частей вентилятора.
  • Проверка кабелей электропитания.

На выполнение данных действий не нужно тратить много сил, зато они позволят сохранить теплонасос в идеальном состоянии долгое время.

Сборка воздушного теплонасоса своими руками

Самодельный тепловой насосСамодельный тепловой насос

Процесс сборки агрегата включает в себя следующие этапы:

  • Из медной трубки, толщина стенок которой должна быть не менее 0.1 сантиметра, изготавливается змеевик цилиндрической формы. Края трубки выводятся вверх и вниз змеевика.
  • Далее змеевик помещается в оцинкованный бак, соответствующий ему размерами. Для его размещения бак необходимо разрезать на две части. После чего с верхним краем трубки змеевика соединяется выходной, а с нижним – входной патрубки. Далее бак герметизируется. В результате данных манипуляций получается первый элемент конструкции – конденсатор.
  • Теперь нужно установить компрессор. Создание этого элемента в домашних условиях невозможно, поэтому можно подобрать компрессор, снятый со старого оборудования, например, сплит-системы. Напорный патрубок компрессора соединятся с выходным патрубком змеевика посредством гибкой трубы.
  • Аналогично первому делается второй змеевик. Он в свою очередь должен соответствовать размерами второму (полимерному) баку.
  • После чего размещаем второй змеевик в полимерный бак и аналогично оборудуем на нем два выпуска. С торца к баку монтируется система нагнетания воздуха, вентилятор с электромотором. Вся эта конструкция будет выполнять функцию наружного теплообменного блока (испарителя). Испаритель монтируется на поверхности наружной стены здания или в другом удобном месте на открытом воздухе.
  • На следующем этапе нижний патрубок конденсатора соединяется с одним из патрубков испарителя. В данную соединяющую трубу монтируется дроссель.
  • Далее объединяется второй патрубок испарителя и входной патрубок компрессора.

Осуществив описанные выше действия, можно собрать основу конструкции воздушного теплового насоса. После этого нужно подключить всю систему к электросети и провести пусконаладочные работы.

Альтернативные варианты тепловых насосов

Получение тепла из атмосферы – не единственный вариант выработки дешевой энергии для отопления помещений. Существуют агрегаты, в основе действия которых лежат те же принципы теплообмена, что и у воздушных насосов. Однако в качестве источника тепла они используют другие среды. Так существуют тепловые насосы, внешний блок которых помещен под воду или в грунт, ниже глубины промерзания. Такие конструкции отличаются большей эффективностью, так как используемые для теплообмена вода и грунт обладают температурой выше ноля градусов по Цельсию. Температура воздуха в свою очередь часто бывает отрицательной. Правда, такие альтернативы существенно дороже и более сложны в монтаже.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что использование воздушных тепловых насосов в качестве отопительных приборов имеет множество преимуществ. Потратившись один раз на покупку и монтаж такого агрегата, впоследствии можно экономить на отоплении существенные средства, получив при этом качественный источник тепла, а в некоторых случаях и горячего водоснабжения.

Все правда о тепловых насосах: victorborisov — LiveJournal

?

LiveJournal

  • Main
  • Ratings
  • Interesting
  • iOS & Android
  • Disable ads

Login

  • Login
  • CREATE BLOG

    Join

  • English

    (en)

    • English (en)
    • Русский (ru)
    • Українська (uk)
    • Français (fr)
    • Português (pt)

Воздушные тепловые насосы для северных территорий и их особенности применения

Все мы знаем, что кондиционерные установки, прежде всего, созданы для охлаждения воздуха внутри помещения, создавая при этом максимально комфортные условия. Тем ни менее, кондиционер может работать и на тепло, но только во время переходного периода, когда бывает весьма прохладно, но отопление еще не поступило в жилые помещения. Использование кондиционерных установок в качестве постоянного источника тепла, многими инженерами всячески подвергается критике.

По их мнению, обогрев кондиционерными установками, отлично подходит только для стран, располагающихся на юге нашей страны, но данное утверждение в корне неверно! Попробуем разобраться в применении  современных усовершенствованных кондиционеров, так чтобы они работали и на холод,  и на тепло.

Итак, вначале необходимо разобраться с особенностями и проблемами, возникающими в ходе организации системы отопления  при помощи кондиционера. Основная проблема – это уменьшение теплопроизводительности, вследствие понижения уличной температуры в зимний период. В связи с чем, образуется определенный дисбаланс, ведь чем ниже уличная температура, тем больше теплопотери здания, соответственно, большее количество тепла необходимо для компенсации данных теплопотерь. В свою очередь, сплит-система меньше выдает тепла, так как коэффициент преобразования (КОП) теплового насоса (ТН) значительно снижается. Для того чтобы ТН работал с максимальной эффективностью, необходим первичный источник  низкопотенциального тепла выше «-10C».Многие заметят, что современные кондиционеры работают и при более низких температурах, все верно, но КОП, при понижении уличной температуры будет тоже сильно снижаться и выигрыш, от использования такой системы отопления, тоже будет снижаться. Наступит момент, когда проще будет включить электроконвектор, чем «мучать» кондиционер. Какие же существуют еще способы?

Вариант 1 – грунтовые теплосборные коллекторы или геотермальные зонды. Температура грунта на большой глубине постоянна и практически не опускается ниже +5C. Это позволяет использовать это явления для сбора тепла с помощью организации внешнего горизонтального геотермального поля или использовать скважины с геозондами. Это самая эффективная схема, единственным ее минусом является ее дороговизна. Кроме того, не на каждой местности есть возможность осуществления земляных работ.
Вариант 2 – незамерзающий водоем. Достаточно необычный способ, но весьма затратный и трудноосуществимый.
Вариант 3 – наружный воздух. Один из самых доступных и оптимальных вариантов. Правда и здесь есть один заметный недостаток, зимние температуры часто опускаются ниже допустимых пределов.

Как мы видим, каждый из способов имеет свои достоинства и недостатки. Неужели нет по-настоящему подходящего варианта для оптимальной работы ТН? Вариант есть, можете не сомневаться. В этой статье мы более подробно рассмотрим 4-й способ и выясним особенности работы тепловых насосов, где источником низкопотенциального тепла является уличный воздух. Стоит помнить, что в отопительный период КПД (КОП) работы кондиционеров во всех режимах, значительно снижается, ее эффективность падает в разы. При температуре -5C и ниже количество произведенного тепла для обогрева воздуха резко сокращается, а если будет отмечено дальнейшее снижение уличной температуры, появится необходимость в организации бивалентной схемы, подключение электрообогревателей или какого то другого теплогенератора. Такой порядок вещей характерен для сплит-систем или тепловых насосов, работающих на фреоне R22, с СТАРТ/СТОП-управлением компрессором. Современные кондиционерные установки оснащены более широким диапазоном низких уличных температур, в связи с чем, их можно использовать для отопления  от -25 до -20C (рис.2). Что же повлияло на расширение температурного диапазона?

1-е — это удачное применение фреона R410a. Данный тип фреона обладает высокой степенью работоспособности. Например, хладогенты R22 или R407c не могут этим похвастаться (см. табл. 1).  R410a позволяет снизить уровень давления и температуру кипения во фреоновой системе в период  низкого температурного режима снаружи помещения. Благодаря тому, что давление снижается, плотность газа в компрессоре также сокращается, а значит, происходит и понижение его работоспособности.

Одним из самых популярных вопросов, касающегося работы сплит-систем, используемых на отопление, принято считать, следующий: «Что будет, если температура уличного воздуха окажется вдруг ниже -20С?» Мы ответим вам, что ничего страшного не случится, работа сплита продолжится, только с уже наименьшим коэффициентом преобразования. Если  температура кипения фреона достигнет отметки -38С, кондиционерная установка самостоятельно отключиться, сработает защита по датчику низкого давления, на дисплее вы увидите сообщение об ошибке (табл. 2).

2-е — это применение в компрессорах синтетического (полиэфирного) масла, позволило значительно расширить температурный диапазон. Ранее для этих целей применялось минеральное масло (МО), но оно не давало нужного результата. Так, полиэфирные масла обладают гораздо лучшими смазывающими свойствами, меньшей кинематической вязкостью при низких температурах, а так же меньшей температурой застывания. В связи с чем, во время низкого температурного режима, работа компрессора более мягкая, с уменьшенной пусковой нагрузкой на электродвигатель.

3-е — это использование инверторного управления работой компрессора. Он, в свою очередь, обеспечивает наивысший уровень долговечности и сверхэкономичности, а так же отсутствие пусковых токов, благодаря чему, происходит регулирование производительности работы кондиционера отличающееся плавностью даже во время очень низких температурах.

Итак, можно сделать следующий вывод, что сегодня, благодаря развитию и усовершенствованию технологий, использование кондиционера в качестве источника тепла становится вполне реальным и достижимым. Теперь давайте разберемся, насколько данный тип обогрева может быть экономичным. Рис. 3

На основе данных, взятых из рис. 4, количества тепла, произведенного воздушным тепловым насосом на 1 кВт потребленной электроэнергии, колеблется в диапазоне от 3,8 кВт при наружной температуре +10 C до 2,4 кВт при –20 C. Средняя выработанная мощность составляет 3,0 кВт. Итак, использование современных инверторных кондиционерных установок для отопления на 410-м фреоне, гораздо выгоднее и экономичнее, обычных электрообогревателей.

Разберемся, что произойдет при достижении уличной температуры «-15С». Рассмотрим особенности отопления помещений с применением воздушного теплового насоса (ВТН) в областях с очень низкими температурами, например, в Якутске (табл. 3). Кроме того, данный город расположен в зоне вечной мерзлоты, таким образом, тепло грунта полностью отсутствует.

Если мы посмотрим на расчеты, касательно температуры уличного зимнего воздуха (-55С), то можно смело сказать, что Якутск обладает крайне суровыми климатическими условиями для работы системы ВТН. Итак, предельная температура работы воздушного ТН (–15 C), но это еще не значит, что системы ВТН невозможно применить в Якутске. Обо всем по порядку.

Во-первых, необходимо проанализировать среднюю длительность отопительного периода в различных российских регионах со средней зимней температурой -15С и ниже. Так, мы сможем определить максимально допустимый уровень эксплуатации системы ВТН. Можно сказать, что чем суровее климатические условия, тем большее время в течение суток будут работать системы ВТН и, как следствие будет больше сэкономлено электроэнергии.

Во-вторых, как правильно применять системы ВТН при температуре ниже -15С? Для этого необходимо найти объем воздуха с температурой значительно выше, чем -20С. Это может быть воздух вытяжного вентиляционного канала.

Практически каждое современное здание имеет «вытяжку». Системы «вытяжек» могут разниться, так встречаются естественные и механические, но это не является важным. Самое главное, чтобы температура удаляемого воздуха с помощью «вытяжки» была с температурой +20+30С. Такие температурные параметры являются приемлемыми для работы ТН. Несмотря на низкую наружную температуру, здание остается нескончаемым источником тепла от 50 до 70% необходимого (рис. 5).

Произведем расчеты, позволяющие определить нам уровень тепла, исходящее из вытяжной вентиляционной системы (без учёта влажности):

Q = 0,278Lc(tb – tn),
L – объем удаляемого воздуха в м3. При этом его плотность при температуре +20С составляет 1,2 кг/м3, а теплоемкость 1,0 кДж/м3
Количество удаляемого воздуха находится в прямой зависимости от необходимой кратности воздухообмена помещений: L = kV,

В данной формуле V — объём помещения в м3.
k — коэффициент воздухообмена, зависящая от теплопотерь. Он составляет: 1–2 для жилых помещений (35–65 Вт/м2), 2–3 для складских помещений (65–95 Вт/м2) и 4–6 для общепита (125–185 Вт/м2).
Резюмируем, чем больше кратность воздухообмена в помещении или здании в целом, тем большее количества теплого воздуха выходит из вытяжной системы. Как следствие, доля потерь тепла от вентиляции над потерями через ограждающие конструкции здания становится значительно выше (рис. 6).

Итак, схема обогрева, изображенная на рисунке 6, имеет определенные особенности в ходе эксплуатации. На крышу здания выбрасывается поток теплого вентиляционного воздуха, температура которого колеблется в районе +25С. Затем необходимо выполнить установку внешнего блока кондиционера, который работает на обогрев и тем самым утилизирует тепло выбрасываемого на улицу теплого воздухачерез систему приточно-вытяжной вентиляции.  Температуру, до которой охлаждается вытяжной воздух можно наблюдать на рис. 7.

Внутренний блок сплит-системы монтируется так, чтобы через него проходил удаляемый из помещений воздух. В таком случае он работает в комфортных условиях и с хорошим коэффициентом преобразования. Затем, этот же воздух вновь попадает внутрь здания. Кроме того, не стоит забывать про приточную систему вентиляции. Она компенсирует необходимый объем вытяжного воздуха.
Крыша одновременно охлаждается и нагревается с двух сторон, уровень температурного режима, возникающий в ходе данной ситуации, можно наблюдать на рис. 7.

Если «забортная» температура около +20С и более, то тепловые потери не наблюдаются, а если температура ниже, то наоборот, тепловые потери обязательно возникнут. Итак, на крыше здания, установленный внешний блок кондиционера отбирает тепло от  окружающего его воздух. Работоспособность внешнего блока напрямую зависит от уличной температуры. Так, чем холоднее снаружи, тем быстрее падает теплопроизводительность внешнего блока.

Кондиционер будет оптимально работать на отопление до -20С без сбоев и каких-либо проблем.

Давайте более подробно рассмотрим работу кондиционера в режиме обогрева при различных температурных условиях.

1. Уличная температура равна нулю

Чердачное отверстие в открытом положении. Теплопотери умеренные и равны порядка 55 Вт на 1 м2. Теплопроизводительность ТН находится на нормальном уровне. Частотное управление ТН снизит обороты компрессора до нужного уровня производительности. Тепловой коэффициент (ТК) на рис. 4 равен 3,2. Потребление компрессора в пределах нормы.

2. Уличная температура равна -15С

Чердачное отверстие закрыто. Теплопотери увеличиваются, они равны 90 Вт на 1 м2. Производительность ТН составляет 90 Вт на 1 м2. Энергопотребление также растет и составляет 36 Вт/м2, ТК на рис. 4 равен 2,5.

3. Уличная температура равна -30С

Чердачное отверстие закрыто. Теплопотери стали еще больше и теперь составляют 135 Вт на 1 м2. ТК на рис. 4 равен 2,5. Производительность ТН составляет 90 Вт на 1 м2. Энергопотребление остается прежним.

4. Уличная температура -55С

Чердачное отверстие закрыто. Теплопотери достигли максимума и теперь составляют 195 Вт на 1 м2. Производительность ТН составляет 90 Вт на 1 м2. ТК на рис. 4 равен 2,5. Энергопотребление остается прежним.

Выводы: при температуре от -15С, чердак всегда остается открытым, обогрев осуществляется только при помощи ТН. При температурах от 20С чердак закрывается, так как его становится нецелесообразно держать открытым. Внешний блок кондиционера осуществляет свою деятельность благодаря вытяжному воздуху. Температура на чердаке остается всегда прежней –15 C (рис. 8).

Стоит отметить, что температура на чердаке может и повышаться за счет различных факторов, например, влажности. Кроме того, возможно подключение электрокалорифера в приточной системе или электроконвекторов внутри здания.

Применение кондиционерных установок в качестве источника отопления помещения.

Во время работы электрообогревателя, происходит конвекция (движение) воздуха. Теплый воздух поднимается вверх, остывший опускается вниз. В связи с чем, происходит баланс и возможность перепадом температур между низом и верхом помещения сведена к минимуму. Внутренний блок сплит-системы рекомендуется устанавливать как и радиатор в нижней части помещения. Схема классического расположения ТН можно наблюдать на рис. 9.

Конденсат и его устранение на внешнем блоке.

В процессе эксплуатации сплит-системы в режиме обогрева, уличный воздух значительно охлаждается и, как следствие, выделяется конденсат. В дальнейшем он может намерзать на внешнем блоке, что крайне негативно отражается на работе сплит-системы. Лед необходимо удалять, во избежание поломки агрегата. Так, применяют режим, который носит название – оттаивание, показанный на рис. 10.

Работоспособность внешнего блока может снизиться в разы, особенно, если воздух достаточно влажный. Именно поэтому необходимо снижать уровень влажности. Снижение производительности в режиме обогрева осуществляется при температурах -10 до +5С, рис. 11.

Чтобы удалить лед, необходимо использовать режим оттаивания, во время которого кондиционер переключится на режим охлаждения, рис. 11. В это время, внутренние блоки полностью прекращают свою работу. Компрессор, подает фреона с температурой около 70С испаритель внешнего блока. Такая процедура длится не более 10 мин. Лед начинает стремительно таять и стекать вниз и образовываться в сосульки.

Поэтому, рекомендуется использовать подогрев поддона с помощью греющего кабеля, при работе сплит-системы в режиме отопления. Кроме того, конденсат можно устранить, используя дренажную трубопроводную систему. Она должна подогреваться и хорошо утепляться.

Подведем итоги:

Применение новых современных кондиционерных установок в качестве обогрева, сегодня — это не только целесообразно, но и разумно. Такой способ обогрева можно использовать для отопления жилищ даже при очень низких температурах, например, таких, как в Якутске.

Для грамотного использования такой кондиционерной системы, необходимо учитывать следующие параметры:

1. Установка внешнего блока должна происходить на утепленном чердаке здания. Ведь именно туда будет поступать теплый вытяжной воздух.
2. Во время теплого периода, кондиционер работает в качестве охлаждения воздуха.
3. Применять кондиционерную установку, в роли обогревателя – очень удобно и экономно.
4. Благодаря фреону, сплит-система не будет разморожена, что особенно важно для областей, в которых наблюдаются длительное время низкие уличные температуры.
5. Благодаря встроенным датчикам, поддержать требуемую температуру не составит труда.

 

Воздушные тепловые насосы. Варианты применения и эксплуатации

Экология потребления.Усадьба:В последнее время набирают популярность воздушные тепловые насосы (ТН). Это связано с тем, что монтируются они гораздо быстрее. Такие ТН дешевле в установке, чем геотермальные тепловые насосы, использующие тепло грунта или грунтовых вод.

Воздушный тепловой насос использует энергию, накопившуюся в наружном воздухе, а затем отдает ее воде, циркулирующей в отопительной системе. Стоимость монтажа намного меньше в связи с тем, что не надо оплачивать стоимость укладки труб горизонтального коллектора или бурение скважин, если коллектор вертикальный. Стоимость труб, зондов, распределительных колодцев и незамерзающей жидкости составляют значительные суммы.

Климат нашей страны очень разнообразен, поэтому решение об использовании воздушного теплового насоса как основного источника тепла или применение с другими теплогенераторами должен принимать специалист.

Зимой во время суровых морозов эффективность воздушных тепловых насосов уменьшается. К слову, эффективность геотермальных тепловых насосов в конце зимы и начале весны также снижается, и если посмотреть на SPF (коэффициент, показывающий отношение полученной за сезон или заданный период времени теплоты к потребленной электроэнергии за указанный период), то мы увидим, что современные модели воздушных ТН имеют отличие от геотермальных ТН всего на 0,51,0 кВт. В среднем, в зависимости от суровости зимы на 1 кВт затраченной электроэнергии воздушный ТН производит 3,5-4 кВт тепла для отопления и приготовления горячей воды, а геотермальный ТН — 4-4,5 кВт.

Производители оборудования добились, что их устройства могут работать при внешней температуре -20 °С, а некоторые премиальные марки успешно функционируют в -25 или даже при -28 °С. На 2015-й год несколько производителей анонсировали выход моделей тепловых насосов, способных работать до температуры -32 °C.

Воздушные ТН имеют свою нишу применения. Количество и качество установленного в мире и России теплонасосного оборудования с каждым годом повышается. Уже появились достойные отечественные модели. При этом мы наблюдаем обострение конкуренции, которое сдерживает цены

Когда стоит устанавливать воздушной ТН

Применение воздушного теплового насоса для отопления дома и приготовления горячей воды экономически оправдано в следующих ситуациях. Например, если возле дома нет сети природного газа. Тогда на выбор у нас есть три решения. Первое — это монтаж котлов на твердом топливе, которые обеспечивают низкие расходы на отопление дома, но не очень удобны в эксплуатации. Второй — это установка котлов, работающих на сжиженном газе или дизельном топливе. Использование сжиженного газа и дизельного топлива довольно дорого из-за высокой стоимости этих энергоносителей, и к тому же необходимо думать об их доставке.

Достаточно привлекателен с инвестиционной точки зрения вариант установки воздушного теплового насоса. Это устройство требует чуть больше капитальных затрат, но в тоже время отличается минимальным техническим обслуживанием и обеспечивает недорогую эксплуатацию системы отопления.

Уровень теплозащиты зданий растет, и в современном энергосберегающем доме спрос на тепло небольшой. Еще несколько десятков лет назад в здании площадью 150 м2 необходимо было применение отопительного прибора мощностью не менее 12-15 кВт. Сегодня достаточно 5-8 кВт. В таком доме, даже если на некоторое время зимой будет включен электрический котел, и в те моменты, когда воздушный ТН отключится, потому что температура опустится ниже -25 °C, затраты будут очень малыми в сравнении со стоимостью бурения геотермальных скважин.

При проектировании системы желательно использовать напольное отопление. Это решение позволяет добиться высокой энергетической эффективности и создает благоприятный микроклимат в помещении, оптимальное распределение температуры.

Применение геотермальных ТН не всегда возможно. Например, это может быть связано со слишком маленькой поверхностью участка для укладки трубы коллектора или с отсутствием разрешения на бурение скважин, а также неподходящей геологии участка для выполнения варианта с вертикальными скважинами. Иногда идея установки теплового насоса появляется на этапе, когда вокруг дома уже поработал ландшафтный дизайнер, и серьезное вмешательство сопряжено с дополнительными расходами. Тогда выбор воздушного насоса является лучшим решением.

При модернизации существующих систем отопления домов, в которых установлены теплоисточники на сжиженном газе и дизельном топливе, установка воздушного теплового насоса позволяет снизить стоимость потребленных энергоресурсов на 50-75 %. Насос можно легко объединить с существующей установкой через буферную емкость.

Где установить воздушной тепловой насос

Место установки воздушного теплового насоса зависит в первую очередь от типа устройства, которые оптимально подходит данной системе отопления. Производятся модели моноблочные (все компоненты находятся в одном корпусе) и сплит-модели (состоящие из двух частей).

Моноблочный воздушный ТН внутреннего монтажа

Такой тепловой насос устанавливается в доме, а до помещения, в котором они находятся, ведут два воздуховода. По каналами ТН забирает наружный воздух и удаляет его после получения от него тепла. Преимуществом этого решения является относительно простая установка. Единственное, что мы видим снаружи, это решетки забора и выброса воздуха.

Во время работы насос качает огромное количество воздуха, что связано с уровнем шума самого устройства и воздуховодов каналов. В связи с этим особое внимание следует обратить на правильный подбор сечения каналов. Кроме того, они должны быть хорошо изолированы. В противном случае зимой будет иметь место охлаждение помещения, а также появление конденсата.

Совет — рекомендуется, чтобы выброс не был слишком низко над землей, потому что зимой это может привести к его обледенению. Также из-за шума, создаваемого насосом во время работы, не следует ставить его в помещении, соседнем со спальней. Место выброса и забора воздуха также следует устанавливать вдали от окон спальни.

Во время работы тепловой насос может производить некоторое количество конденсата. Для того, чтобы его удалить, ТН можно установить на плотной подложке из щебня, в котором укладывают дренажную трубу с электроподогревом

Моноблочный воздушный ТН наружной установки

Все устройство, кроме бойлера ГВС и теплоаккумулирующей емкости монтируется на улице или на наружной стене дома. В здание ведут две трубы — они соединяют насос с установкой отопления.

Совет — ТН нужно установить подальше от спальни. Но обратите внимание на то, чтобы не отодвигать его слишком далеко от дома. Чем дальше будет установлен ТН, тем длиннее будет теплотрасса и больше потери тепла. Важно также, чтобы воздух, который удаляет насос после получения от него тепла, не был направлен в сторону дома, потому что это может привести к увлажнению стен.

Во время работы тепловой насос может производить некоторое количество конденсата. Для того, чтобы эффективно и одновременно просто его удалить, тепловой насос можно установить на плотной подложке из щебня, в котором укладывают дренажную трубу с электроподогревом. Также необходимо не допускать занесения ТН снегом.

Сплит-модель ТН

В этой категории ТН внешний блок (с виду напоминающий кондиционер) получает энергию из окружающей среды, а внутренний устанавливается в доме и отвечает за передачу тепла к системе отопления. Обе части соединены между собой трубами, по которым циркулирует фреон (как и в домашнем холодильнике) или незамерзающая жидкость (как в солнечных коллекторах). Такого типа насосы не беспокоят пользователя во время работы, потому что, как правило, часть насоса, «ответственная» за шум (решетка для проветривания с вентилятором каждом контуре компрессора и сам компрессор) находится на открытом воздухе. Кроме того, в этом варианте вода из системы отопления не проходит через улицу. Так что нет риска ее замерзания и разрушения во время перебоев в подаче электроэнергии.

Совет — при монтаже наружного блока необходимо руководствоваться теми же принципами, что и при монтаже моноблочных ТН. Кроме того, производители этих устройств показывают в руководстве по установке допустимые длины труб между внешним и внутренним. Они зависят от конструкции насоса и составляют от нескольких до 30 м. опубликовано econet.ru 

 

Воздушные тепловые насосы для отопления их принцип работы

Воздушные тепловые насосы – инновационный способ отопления, подходящий даже для больших помещений, в которых есть трудности с поставкой тепла для отопления. Загородные дома без доступа к внешним коммуникациям, регионы с высокими ценами на газ и электричество, а также области, где не бывает сверхнизких температур, – во всех этих случаях воздушный тепловой насос для отопления будет наилучшим выбором.

Как работает воздушный тепловой насос?

При установке воздушного насоса в доме электричество будет тратиться, но намного меньше.

Принцип работы этой отопительной системы базируется на извлечении и трансляции тепла из воздуха. Они объединяются с системой кондиционирования воздуха, установленной в помещении, и извлекают из воздуха скрытое тепло, передавая его в другую среду через хладагент. Благодаря энергоэффективности воздушных тепловых насосов их начали причислять к возобновляемым источникам энергии. Такой насос работает аналогично холодильнику, на основе последовательного действия конденсатора и испарителя, только здесь сначала испаритель вбирает и перерабатывает тепло из источника энергии, а потом конденсатор распространяет его в воздухе.

Естественно, при установке насоса в доме будет тратиться электричество, но намного меньше, чем в случае использования отопительных радиаторов и обогревателей, работающих от розетки. Воздушные тепловые насосы безопасны для отопления и для человека. Система кондиционирования распространяет нагретый воздух по помещению, не воздействуя на поверхности предметов – и, например, ребенок не сможет ни обо что обжечься, а мебель не будет испорчена.

Совет! Воздушный тепловой насос может экономно обогревать дом в ваше отсутствие. Просто выставьте на кондиционере режим 10 градусов по Цельсию, и помещение не промерзнет, даже если вы закончили дачный сезон и уехали домой до весны. А затраты по электричеству в таком режиме будут минимальными.

Виды тепловых насосов

Тепловые насосы делятся на воздушные и геотермальные.

Тепловые насосы делятся на:

  • воздушные;
  • геотермальные.

Для работы системы воздушных тепловых насосов потребуются специальные кондиционеры, способные работать на производство тепла при низких температурах. Их эффективность считается не очень высокой – всего в 1,5 раза выше, чем у электрических батарей. Поэтому обогревающие кондиционеры в холодное время нередко работают по бивалентной системе – совместно с другими источниками тепла.

Кроме того, существуют геотермальные тепловые насосы для отопления, которые используют для обогрева не тепло из воздуха, а энергию земли. Они более экономны, чем воздушные, но их начальная цена намного выше, учитывая установку грунтовых зондов в землю в подходящем месте.

Совет! Геотермальный насос более энергоэффективен, так как практически не использует сторонних источников энергии, и независим от внешней инфраструктуры, температуры и погодных условий.

К геотермальным насосам также причисляют системы, отбирающие тепло от горной породы или воды. Они менее распространены, поскольку их установка невозможна без наличия рядом с помещением водоема или скального массива.

Тепловой насос своими руками

При наличии определенных навыков можно создавать самодельные тепловые насосы для отопления. В начале необходимо определить источник низкоуровневого тепла, например, водоем или участок земли с возможностью установки грунтовых зондов. Для сбора самого насоса используют пластиковые и нержавеющие трубы, хладагент и теплоизолирующие средства.

Схема постройки насоса зависит от отдельной ситуации, однако все мастера напоминают о том, что необходимо позаботиться о теплоизоляции стен, чтобы сделать отопление еще менее энергозатратным.

Все про тепловой насос типа воздух-воздух + обустройство воздушного отопления

Среди вариантов альтернативного отопления тепловой насос воздух воздух считается наиболее эффективным и наименее затратным. Для такой системы не нужно сложных работ по выемке грунта или бурению специальных скважин снаружи, или по установке дорогостоящих радиаторов традиционного водяного отопления внутри дома. При желании и определенной сноровке такой тепловой насос можно сделать самостоятельно, сэкономив сумму, эквивалентную паре тысяч долларов.

Как работает воздушный тепловой насос?

Человеку, мало знакомому с физикой и термодинамикой, идея воздушного теплового насоса может показаться абсурдной. Неужели действительно при температуре наружного воздуха значительно ниже нуля можно нагреть воздух в доме до приемлемого уровня? Это действительно возможно, вот почему промышленные модели самых разнообразных тепловых насосов продаются вполне успешно уже не первое десятилетие. Главный недостаток заводских моделей — очень высокая цена.

Тепловой насос воздух-воздух

Во всех объектах, окружающих человека, содержится некоторое количество тепловой энергии. Даже при 20 градусах мороза в воздухе имеется низкопотенциальная тепловая энергия. Воздушный тепловой насос собирает эту рассеянную энергию и, образно говоря, концентрирует ее, нагревая затем теплоноситель. В нашем случае для отопления будут использоваться опять же потоки воздуха, циркулирующие внутри дома

Важный элемент такой системы — хладагент, т. е. вещество, обладающее очень низкой температурой кипения и испарения. Чаще всего в этом качестве используют газ фреон, такой же, как в холодильнике или обычном кондиционере. Но если в этих устройствах хладагент отбирает тепло и передает его окружающей среде, то в тепловом насосе он собирает тепло, содержащееся в воздухе, и передает его в дом.

Описать цикл преобразования низкопотенциальной тепловой энергии в высокопотенциальную можно следующим образом:

  1. Вентилятор нагнетает наружный воздух в камеру с испарителем.
  2. Находящийся внутри испарителя хладагент нагревается и переходит в газообразное состояние.
  3. В виде газа хладагент поступает в компрессор и дополнительно нагревается, подвергаясь воздействию высокого давления.
  4. Затем хладагент перемещается в конденсатор, где теряет полученную энергию и снова возвращается в жидкое состояние.
  5. Полученное в результате тепло используется для обогрева дома.
  6. Жидкий хладагент возвращается в испаритель.

Чтобы повысить эффективность работы устройства, на отрезке между конденсатором и испарителем рекомендуется использовать специальный дроссельный клапан. Этот цикл, получивший наименование обратного принципа Карно, повторяется снова и снова. Для автоматизации процесса в схему включают блок автоматического управления.

Схема работы теплового насоса "воздух-воздух"

На этой схема наглядно продемонстрирован принцип работы теплового насоса «воздух-воздух». Низкопотенциальная энергия наружного воздуха преобразуется в тепловую энергию с высоким потенциалом

Как обогреть дом с помощью воздуха?

Итересный опыт использования теплового насоса типа «воздух-воздух» представлен в следующем видеоматериале:

Чтобы эффективно обогреть дом с помощью воздуха, необходимо выполнить три этапа работ:

  1. Обеспечить забор наружного воздуха, необходимого для работы теплового насоса.
  2. Собрать отдельные детали теплонасоса в единое устройство.
  3. Создать систему воздушного отопления дома.

Чтобы обеспечить приток наружного воздуха, используется мощный вентилятор. Его можно установить непосредственно у стены здания или на некотором расстоянии, выбрав подходящее место во дворе частного дома. Рекомендуется размещать вентилятор на открытом пространстве с хорошей циркуляцией воздушных потоков. Воздух будет поступать внутрь дома по специальным трубопроводам. Если вентилятор установлен во дворе, то понадобится провести два трубопровода: для забора воздуха снаружи и для обратного потока воздуха. Обычно трубы укладывают в траншею, вырытую в земле (при этом их необходимо утеплить), либо же пускают напрямую через стену.

Наружный блок теплового насоса "воздух-воздух"

Наружный блок теплового насоса «воздух-воздух» можно разместить в подходящем месте с хорошей циркуляцией воздушных потоков: у стены дома или даже на его крыше

Как сделать такой агрегат самостоятельно?

Обычно тепловые насосы воздух воздух состоят из ряда устройств, таких как испаритель, компрессор и конденсатор. Для изготовления испарителя можно использовать большой пластиковый бак, рекомендованный объем емкости составляет 100-120 литров. Внутрь этого бака вставляют змеевик из медной трубы, по которому будет циркулировать хладагент. Чтобы сделать змеевик, используют подходящий цилиндр, чаще всего это газовый баллон. Трубу наматывают на баллон, а чтобы сохранить правильный шаг между витками змеевика, используют алюминиевую перфорированную рейку. Кроме того, в пластиковой емкости нужно сделать отверстия для подачи-отвода наружного воздуха. Змеевик испарителя вполне можно уместить и в меньшую емкость, однако для этого придется сделать больше витков меньшего диаметра, что существенно усложняет работу и отрицательно сказывается на ее качестве.

Еще один медный змеевик понадобится для конденсатора. Этот элемент изготавливают обычно из металлического бака, который придется разрезать, а затем заварить. Внутрь также вставляется медный змеевик для хладагента и делаются отверстия, через которые будет поступать и отводиться внутренний воздух помещения. Работы выполняются с помощью сварочного аппарата.

Один из важнейших элементов системы — компрессор. Сделать этот элемент самостоятельно довольно проблематично, поэтому обычно используют промышленные модели. Бюджетный вариант решения проблемы — снять рабочий компрессор с испорченной сплит-системы. Обычно мощность таких компрессоров прекрасно подходит для самодельных тепловых насосов, а оставшегося ресурса хватает на многие годы работы.

После того, как все элементы готовы, следует:

  1. Соединить их между собой.
  2. Заправить систему хладагентом.
  3. Подключить испаритель к системе забора наружного воздуха.
  4. Подключить конденсатор к системе отопления дома.

Заправка хладагентом — сложный и ответственный этап работы. Для реализации этой задачи лучше пригласить опытного мастера по холодильному оборудованию. Он не только заправит в теплонасос фреон, но и поможет проверить качество устройства.

Обустройство воздушной системы отопления

Воздушное отопление лучше подходит для использования с тепловым насосом, чем традиционные водяные системы с громоздкими и дорогостоящими радиаторами, поскольку в этом случае нет необходимости нагревать теплоноситель до очень высокой температуры. Нагретый воздух распространяется в жилых помещениях через систему воздуховодов. Это исключает довольно значительные теплопотери, которые неизбежны при транспортировке горячей воды.

Виды воздуховодов для теплового насоса "воздух-воздух"

Для теплового насоса «воздух-воздух» можно использовать различные виды воздуховодов, чаще всего это надежные конструкции из оцинкованной стали

Нагретый воздух из теплообменника поступает в фильтр, а затем — в систему воздуховодов. Одновременно к нему подмешивается некоторое количество наружного воздуха. Таким образом обеспечивается не только обогрев помещения, но и правильный воздухообмен.

Разумеется, для транспортировки теплого воздуха понадобится достаточно мощный вентилятор. Воздуховоды обычно прокладывают вдоль стен комнат, а теплый воздух поступает из приточных решеток, которые целесообразно размещать возле окон. Кроме того, система оснащается термостатами, которые позволяют регулировать обогрев помещений в автоматическом режиме.

Для монтажа воздушной системы отопления придется запастись:

  • специальными воздухододами;
  • набором приточных решеток;
  • алюминиевым армированным скотчем;
  • набором крепежных элементов;
  • инструментом для работы с оцинкованной сталью.

Для транспортировки горячего воздуха успешно используются как жесткие, так и гибкие воздуховоды. Для жестких конструкций понадобятся дополнительные отводы, чтобы развернуть направление потока воздуха под необходимым углом (45 или 90 градусов).

Воздуховоды для теплового насоса "воздух-воздух"

Если запланировать монтаж воздушного отопления еще на этапе строительства дома, можно скрыть воздуховоды в стене или под подвесным потолком. В противном случае их закрывают специальными декоративными элементами

Лучше всего монтировать систему воздуховодов еще на этапе строительства дома. Тогда их можно будет встроить прямо в стены. Если решение принято позже, воздуховоды размещают вдоль стен и скрывают их декоративными решетками.

Оцените статью:

Поделитесь с друзьями!

Тепловые насосы воздух-воздух | Узнайте цены и поставщиков из Великобритании (2020)

Последнее обновление: 07 сентября 2020 г.

Что такое тепловой насос «воздух-воздух»?

Тепловой насос «воздух-воздух» относится к категории тепловых насосов «воздух-воздух», и за счет использования возобновляемых источников энергии и гибридных решений он может обеспечить как отопление, так и охлаждение вашего дома.

Тепловой насос этого типа не только экологичен и эффективен, но и является одним из самых доступных тепловых насосов на рынке. В конечном итоге это позволит вам значительно сократить ежемесячные счета за отопление, а также:

  • Достигните до в три раза большей эффективности нагрева .
  • Простое переключение между обогревом и охлаждением , в зависимости от времени года — тепловой насос воздух-воздух может работать как кондиционер в жаркие месяцы и как источник тепла зимой.
  • Получите воздушный тепловой насос с длительным сроком службы : срок службы теплового насоса воздух-воздух составляет 10-15 лет.

Если ваше внимание привлекли тепловые насосы воздух-воздух, заполните форму выше, чтобы получить до 4 предложений от проверенных поставщиков. Мы свяжемся с вами по телефону и подберем соответствующих местных установщиков. Не волнуйтесь, использование GreenMatch — это бесплатно , с без дополнительных обязательств , подключенных к услуге.

Что можно узнать из этого руководства

Как работает тепловой насос воздух-воздух?

Тепловые насосы «воздух-воздух» втягивают воздух снаружи , который затем проходит через компрессор, который отбирает тепло из воздуха, и затем прокачивает его через дом, чтобы нагреть его. . Эту технологию также можно изменить, чтобы охладить дом в летние месяцы.

Он использует принципы парокомпрессионного охлаждения для поглощения тепла в одном месте и передачи его в другое.

Тепловые насосы «воздух-воздух» считаются самыми эффективными с точки зрения выработки тепловой энергии на 1 кВтч электроэнергии , которую они потребляют. Конкретный индикатор производительности, известный как COP, используется для измерения эффективности теплового насоса. Тепловой насос воздух-воздух может генерировать в 4,5 раза больше энергии, чем он потребляет.

Интерактивный рисунок ниже показывает, как работает этот процесс. Вы можете щелкнуть каждую точку , чтобы узнать о шагах более подробно:

.

Системы тепловых насосов воздух-вода | Экономное отопление, а также комплексное решение для отопления и горячего водоснабжения | Кондиционирование и охлаждение

Daikin Advantage

Энергоэффективность

Передовые технологии теплового насоса и инвертора Daikin обеспечивают оптимальную энергоэффективность.

Широкий выбор

Линейка тепловых насосов Daikin для домашнего и коммерческого использования полностью удовлетворяет потребности в горячей воде соответствующей температуры и количества.

Тихие операции

Уникальные конструкции, включая компрессоры с инверторным приводом и естественную конвекцию распределения тепла, обеспечивают бесшумную работу внутренних и наружных блоков Daikin.

Комплексное отопление и горячее водоснабжение

Пространство для установки и затраты значительно снижаются за счет единой интегрированной системы отопления и горячего водоснабжения.

Обзор

Комплексное решение для отопления и горячего водоснабжения

Daikin Altherma для низких температур

Модельный ряд

Жилой низкотемпературный тип

Горячая вода, нагретая до 55 ℃, доступна для теплых полов и низкотемпературных радиаторов.И отопление, и охлаждение могут работать с тепловым насосом.

Жилой высокотемпературный тип

Горячая вода, нагретая до 80 ℃, доступна для бытового горячего водоснабжения и высокотемпературных радиаторов. И отопление, и охлаждение могут работать с тепловым насосом.

Жилой гибридный тип

Горячая вода для бытового потребления эффективно поставляется даже при низкой температуре с помощью комбинации водонагревателя с тепловым насосом и газового бойлера.

Котел с тепловым насосом для жилых помещений

Специальный водонагреватель для бытового потребления, использующий хладагент CO 2 , обеспечивает достаточное количество горячей воды для ванн и душевых.

* Продается только в Японии

Коммерческий тип

Большой наружный блок обеспечивает такие объекты, как апартаменты, отели и спортивные залы, с большим количеством горячей воды.

Дополнительная информация

Послепродажное обслуживание

Глобальная система поддержки предоставляет своевременные решения для всех потребностей.

Учить больше
.

0 0 vote
Article Rating
Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x