Главная » Обогрев дома



Тепловой насос воздух воздух для отопления дома



Тепловые насосы воздух-воздух: устройство, применение, цена

Тепловой насос был изобретён в середине XX-го века, а теоретические основы его работы были заложены за сто лет до этого. В странах, где вопросы энергосбережения и экологии вошли в частную жизнь, применение таких систем поддерживается законодательно и перестало быть экзотикой. Отечественным застройщикам и специалистам по отоплению здесь непривычно всё: принцип работы, эффективность и экономическая обоснованность применения в суровом климате.

На основе законов термодинамики

Тепловые насосы воздух — воздух — как холодильники и кондиционеры — используют выделение или поглощение теплоты рабочим веществом, называемым холодильным агентом, при переходе из жидкого состояния в газообразное (кипение) и наоборот (конденсация). Эти процессы проходят в специальных устройствах: испарителе и конденсаторе. встроенные в состав двух технологических контуров холодильного и климатического оборудования для дома.

Основной вид хладагента в таких агрегатах — фреон — углеводородистое соединение на основе метана или этана, содержащее атомы фтора, хлора или брома. В отечественной практике такие вещества принято называть хладонами. Низкая температура кипения позволяет хладагенту реагировать на незначительное тепло, содержащиеся в окружающей среде в низкопотенциальных источниках. В зависимости от среды, откуда берётся тепловая энергия для контура с испарителем, и вида теплоносителя, излучающего тепло для отопления дома, различают несколько типов теплового насоса:

Обогреватели последнего вида — самые экономичные .

Рабочий цикл и устройство насоса воздух — воздух

Процесс начинается с нагнетания наружного воздуха в камеру испарителя. Хладагент забирает из него тепло и переходит в газообразное состояние. С помощью компрессора создаётся давление, при котором температура газа возрастает до 60 ⁰ C. Хладагент поступает в конденсатор, где он осаждается в жидкость, отдавая тепло воздуху, подаваемому в помещения. Жидкий хладагент возвращается в первый контур с испарителем.

Для повышения эффективности работы воздушного теплового насоса устанавливается дроссельный клапан между конденсатором и испарителем. Он исключает движение газа в обратном направлении. Для тепла монтируется система воздуховодов с решётками или отдельные тепловентиляторы. В зависимости от проекта применяется два типа отопительной системы. К наружному блоку подключается или один внутренний, или несколько, каждый со своим блоком управления и специфическими характеристиками теплоотдачи для данного помещения.

Комплектация подобного устройства дополняется автоматическими системами контроля температуры и давления. В самых современных тепловых насосах применяется функция удалённого управления через интернет.

Преимущества

  • Простота и экономичность монтажа: не требуются объёмные земляные или буровые работы (как при использовании тепла грунта). Срок окупаемости ниже, чем у других видов тепловых насосов — от 5 лет.
  • Эффективен для любой климатической зоны.
  • Возможно применение в качестве дополнительной системы отопления в готовом доме — стоимость расходов на отопление снижается кардинально.
  • Высокий КПД. На 1 кВт затраченной электроэнергии приходится до 5 кВт выработанной тепловой энергии.
  • Малое потребление электроэнергии.
  • Полная пожаро- и взрывобезопасность.
  • Компактные размеры основных устройств, бесшумность работы.
  • В летний период применяется для кондиционирования помещений. Есть агрегаты с функциями осушения и увлажнения.

Минусы

  • Энергоэффективность теплового насоса резко падает при температуре на улице ниже -15 ⁰ C.
  • Требуются повышенные меры по теплоизоляции здания.
  • Насос данного типа трудно использовать без дополнительных затрат для обеспечения ГВС.
  • Может способствовать перемещению частиц пыли, вызывая аллергию

Насосы системы воздух — воздух: модели и цены

Тепловой насос Воздух-Воздух для отопления дома

Тепловой насос Воздух-Воздух — электромеханическое устройство, назначение которого: забрать тепловую энергию из окружающего его воздуха и, преобразовывая ее, прогревать помещение, то есть воздух помещения. Отсюда и название «Воздух-Воздух».

Первый бытовой вариант теплового насоса Воздух-Воздух появился в Англии в розничной продаже еще в 60-е годы.

Сплит система теплового насоса Воздух-Воздух

Организация централизованного отопления тепловым насосом Воздух-Воздух

Принцип работы теплового насоса

В основе работы такого устройства лежит комплекс процессов, очень напоминающий «обратную» работу обычного кондиционера, которые, кстати, сегодня уже «умеют» обогревать помещения.

Принцип работы теплового насоса Воздух-Воздух

Согласно второго начала термодинамики, невозможен самопроизвольный переход теплоты от менее нагретых тел к более нагретым. Для такого «переноса» теплоты необходимо затратить дополнительную энергию, то есть выполнить работу.

В тепловых насосах, которые обеспечивают такой «перенос» теплоты, дополнительной энергией является электрическая энергия, а работу выполняет компрессор.

Тепловой насос является парокомпрессионной холодильной установкой, в составе которой 4 основных функциональных блока:
  • испаритель;
  • компрессор;
  • конденсатор;
  • вентиль расширительный.

Внешний блок, в котором находятся: испаритель, компрессор, расширительный вентиль и вентилятор для принудительного обдува ребристого испарителя.

Вентилятор производит интенсивный забор воздуха с окружающей среды, обдувая ребристый радиатор испарителя. Внутри испарителя находится хладагент с очень низкой температурой кипения, который способен испаряться даже при низких отрицательных значениях температуры вне помещения.

Газ, полученный в результате испарения хладагента, подается в компрессор.Там в результате сжатия его давление и, соответственно, температура повышаются (кто помнит школьный курс физики, это уравнение Менделеева-Клапейрона).

Горячий газ по теплоизолированному трубопроводу подается в следующий теплообменник-конденсатор внутреннего блока, который находится внутри помещения. Вентилятор внутреннего блока принудительно охлаждает конденсатор, прогоняя через его ребристый радиатор воздух из помещения, и «отбирая» тепло у хладагента.

Хладагент в результате понижения его температуры конденсируется, то есть переходит в жидкое состояние. А затем по трубопроводу возвращается во внешний блок, проходит через расширительный вентиль, назначение которого — резкое понижение давления хладагента. Пройдя через вентиль, жидкость (часть ее) испаряется, понижая температуру потока, который поступает вновь в испаритель, где при низком давлении опять испаряется, за счет энергии воздуха «улицы».

Цикл работы теплового насоса

Условно можно сказать, что компрессор и вентиль расширительный делят весь контур на части высокого и низкого давления. А сам тепловой насос Воздух-Воздух не производит тепло, а просто осуществляет его перенос с одного места в другое. Практик показывает, что в среднем затратив 1 кВт электроэнергии, можно «переместить» в помещение до 5 кВт тепла.

Переключением четырехходового клапана тепловой насос переходит в режим кондиционирования, то есть начинает работать и в обратном направлении, охлаждая в жаркое время воздух внутри помещения. Направление движения хладагента изменяется четырехходовым клапаном.

Организация отопительной системы

Тепловой насос обладает всеми техническими качествами для его практического применения в отопительных коммуникациях дома и его обеспечения горячей водой. Этот процесс отличается высокой экологической «чистотой» и экономичностью, так как около ¾ энергии, необходимой для обогрева, насос получает из окружающей среды, а ¼ берет у электросети.

Распределение потребления энергии тепловым насосом Воздух-Воздух

Экономический фактор сказывается еще и в отсутствии необходимости подводить к дому газовую магистраль, организовывать системы безопасности при использовании жидкостных или твердотопливных котлов.

Для работы в условия очень низких температур (от -15 О С — -25 О С) используются бивалентные системы. В таких системах предусмотрен дополнительный источник нагрева внешнего блока. Это может быть контур другого котла отопления дома или электрический нагреватель.

Бивалентный тепловой насос

Вариант установки теплового насоса «Воздух-Воздух»

Использование теплового насоса Воздух-Вода

Видео: отзыв о тепловом насосе Воздух-Воздух

Тепловые насосы воздух-воздух, установка своими руками и целесообразность их использования

Отопление воздушным тепловым насосом является простым и доступным способом. Суть работы очень близка с функционированием холодильников и кондиционеров. Данный способ обогрева альтернативный и не требует больших затрат. Ознакомившись с принципом действия, данное отопление можно создать своими руками.

Тепловые воздушные насосы на протяжении многих лет пользуются популярностью, благодаря своим физическим и термодинамическим возможностям. Единственное, что может стать препятствием на пути к приобретению, это достаточно высокая стоимость агрегата.

Основные виды агрегатов отопления с использованием воздуха

Тепловые воздушные насосы бывают двух видов:

Конструкция, которая базируется на заборе тепла воздух-вода (рис 1), является более затратной и сложной в проектировании системой отопления с помощью теплового воздушного насоса. Монтаж требует сооружение скважины, для использования воды, прокладывания контура в грунт и т. д.

Особенностью второго варианта конструкции является и то, что при температурных показателях ниже 5 градусов на улице, теплоотдача будет иметь низкую эффективность. Поэтому, монтаж и полноценная работа данной конструкции зависит от региона и максимально возможной температуры в холодный сезон.

Принцип действия насоса для отопления воздух-воздух

Воздушный тепловой насос воздух-воздух (рис 2) является одним из видов тепловых насосов для отопления дома. Он имеет не сложную конструкцию, которая без особого труда создается своими руками. В отличие от схожих за принципом работы тепловых воздушных насосов, данный агрегат берет тепло из наружного воздуха, не использует грунт или воду.

Тепловой насос воздух-воздух напоминает работу кондиционера (рис 3), но в кардинально обратном его действии. Легко устанавливается, не требует физической работы и лишних затрат на создания скважин или контура под землей.

В состав теплового насоса воздух-воздух входит:

  • наружный блок (размещается снаружи дома);
  • внутренний блок (конденсатор).
Рис. 2 Тепловой воздушный насос

С помощью наружного, или испарительного, блока уличное тепло из атмосферных масс извлекается и попадает в конструкцию, где нагревается хладагентом и становиться газообразным. После снижения данного газа компрессором, его температура вырастает в разы. Далее полученный теплый сжатый газ поступает в испарительный блок, который находится непосредственно в доме. Конечным звеном в данной цепочке является отдача тепла конденсатором внутрь помещений. Весь процесс повторяется циклично, находится под автоматическим контролем до тех пор, пока температурный заданный показатель в доме не будет достигнут.

Важно! Для обогрева нескольких комнат необходимо использовать систему распределения тепла. Что касается подогрева воды в бытовых целях, данная тепловая конструкция отопления для этого не предусмотрена. С ее помощью нагревается только воздух. Для подогрева воды в ванную и на кухню нужно создавать и использовать другие системы.

Преимущества и недостатки конструкции отопления

Тепловые насосы для отопления дома воздух-воздух имеют большое количество достоинств и положительных сторон, в отличие от подобных конструкций:

  • Имея простую конструкцию, установку и эксплуатацию, позволяет проделать все работы своими руками, не нанимать работников с бормашиной, создавать подземные контуры, отводить специальное помещение и т. д.
  • Монтаж системы отопления возможен в любом регионе с разными климатическими условиями.
  • Наличие центрального отопления или индивидуального в собственном доме не мешает монтажу теплового воздушного насоса. Наоборот, его дополнительная установка позволит сэкономить в сезон отопления, не меня при этом дизайн уже имеющейся системы.
  • Цена конструкции имеет хорошее соотношение с окупаемостью: достаточно быстрый возврат денежных средств, в сравнении с другими видами отопления.
  • Минимальное потребление электроэнергии.
  • Автоматическое функционирование.
  • Компактный дизайн.
  • Бесшумный агрегат во время работы.
  • В жаркий сезон можно переводить работу конструкции на охладительный режим, создавая нужный микроклимат в доме.

К недостаткам теплового насоса воздух-воздух можно отнести один, но очень весомый нюанс: коэффициент производительности тепла напрямую зависит от скачков температурного режима снаружи. К примеру, если атмосферная температура составляет 0 градусов – энергоэффективность находится на уровне 2-2,5, при более теплой погоде – 3-4, при -18 градусов – 1. Но в продаже появляются и более новые тепловые насосы воздух-воздух, которые эффективно справляются с поставленными задачами и при -25.

Установка своими руками

Для создания отопления в доме с помощью теплового насоса воздух-воздух важно поэтапно:

  • создать условия поступления атмосферных масс, для функционирования агрегата;
  • собрать конструкцию теплонасоса в цельный агрегат;
  • соорудить систему отопления в доме, работающую на тепловом воздушном насосе.

Для притока кислорода понадобиться сильный вентилятор, который устанавливается своими руками возле здания или вблизи самой стены. Размещение вентилятора желательно выполнять на открытой местности, где атмосферная циркуляция всегда в активности. Создается трубопровод, который служит для переноса атмосферных масс в дом. Если вентилятор устанавливается вдали от стены, во дворе, к примеру, понадобиться создание двух трубопроводов своими руками. Один должен осуществлять регулярный забор атмосферных масс, другой – вывод из помещения. Для труб роется траншея, в которой они обязательно утепляются, или под них пробивается стена в здании.

Создание теплового насоса воздух-воздух своими руками (рис 4) является трудоемкой, но реальной задачей. Важно заметить, что электросчетчик здания должен выдерживать нагрузку в 40А. Все нужные детали и элементы доступны в приобретение на рынке или магазине. Важным приобретением является: компрессор высокого качества, современный испаритель или медная спиральная трубка.

Монтаж своими руками требует соблюдение следующих правил:

  • компрессор должен иметь мощность с запасом, испаритель должен быть минимум 20. В противном случае тепловой воздушный насос, созданный своими руками, не сможет выполнять свои задачи полностью;
  • во время монтажа важно обратить внимание на чистоту и качество трубки, которая заполняется фреоном. Ее обрезка должна быть очень аккуратной, чтобы мелкий частицы не остались внутри и не повредили компрессор;
  • заправку фреона лучше предоставить специалисту, чтобы предусмотреть создания вакуума в средине системы;
  • к выбору фреона стоит отнестись серьезно, во избежание возможной утечки в будущем и для обеспечения максимального КПД на длительный срок эксплуатации.

В сооружении теплового насоса воздух-воздух важно сделать расчет потерь тепла. Если здание старого типа, будет достаточно мощность системы обогрева в 74Вт на 1 кв. м. В случае более новой постройки – 50Вт на 1 кв. м. Если здание имеет хорошее утепление (пол, стены, окна, потолок), тогда понадобиться оборудование с мощностью в 30Вт на 1 кв. м.

Сооружая систему своими руками важно определиться с оптимальным выбором системы конкретно для собственного здания, чтобы цена и качество было доступной и достойной.

Тепловой насос российского производства

Источники: http://kotel.guru/alternativnoe-otoplenie/teplovye-nasosy/teplovye-nasosy-vozduh-vozduh-ustroystvo-primenenie-cena.html, http://plusteplo.ru/otoplenie/sistemy-otopleniya/teplovoj-nasos/teplovoj-nasos-vozdux-vozdux-dlya-otopleniya-doma.html, http://kotlomaniya.ru/teplovye-nasosy/teplovye-nasosy-vozduh-vozduh.html

Комментариев пока нет!

Ваше имя *
Ваш Email *

Сумма цифр внизу: код подтверждения



МЕНЮ

Избранные статьи

Дома с двускатной крышей и мансардой фото

Идеи дизайна мансарды с двускатной крышей Как разительно все далее...


Как рассчитывается плата за отопление в квартире

Как рассчитать стоимость отопления Объем далее...


Посчитать облицовочный кирпич на дом калькулятор

Расчет кирпича на дом: основные способы и особенности далее...




Популярные статьи

Интересно

Ремонт кирпичного фундамента деревянного дома

Ремонт кирпичного фундамента Ремонт фундамента кирпичного частного дома - рано или поздно эта тема начинает волновать далее...


Как заменить стояк отопления в квартире

Как поменять стояк отопления своими руками Стояком системы отопления называют вертикальные трубы, по которым подается и отводится теплоноситель к приборам отопления расположенных друг далее...


Как построить фундамент под дом своими руками

Как построить фундамент под дом (выбор основания) Вопрос, как построить фундамент под дом, вызывает интерес у многих людей, решивших далее...