Альтернативные источники энергии, способные заменить традиционный газ, твердое топливо, уже давно используются в государствах ЕС и Америки. В этих странах широкое применение получили так называемые «тепловые насосы», извлекающие энергию из земли, воздуха и воды. У каждой модели есть свои отличительные особенности, влияющие на рабочие параметры.
Тепловой насос воздух-вода, пользуется популярностью, благодаря простому подключению и эксплуатации, а также высокой экономичности и надежности.
Как работает тепловой насос системы воздух-вода
Устройство ТН воздух-вода мало чем отличается от обычного кондиционера или холодильника, только при условии работы обратного процесса или цикла Карно. Этот же принцип используется в климатической технике нового поколения. Кондиционеры, работающие на охлаждение, способны протапливать помещение, до тех пор, пока температура не понизится до -5°С.Технические характеристики теплонасосов воздух-вода существенно улучшены, по сравнению с обычной климатической техникой. Обогрев помещения возможен до тех пор, пока температура не опустится до -15°С -25°С, а в некоторых моделях и до -32°С, включительно.
Если не вдаваться в технические подробности, принцип работы теплового насоса воздух-вода заключается в следующем:
- Низкотемпературные тепловые насосы воздух – вода состоят из контура, по которому циркулирует фреон, испарителя, конденсатора и компрессора.
- В испарителе создаются условия для преобразования фреона в газообразное состояние. При этом, поглощается тепло из окружающей среды.
- Газ направляется в компрессор, где создается высокое давление, при котором фреон разогревается до температуры 120-125°С и впрыскивается в конденсатор.
- Газ в конденсаторе преобразовывается в жидкость, которая отдает тепло.
Данный принцип действия используется во всех тепловых насосах, разница заключается только в различных источниках, для получения тепловой энергии: земля, вода, воздух и т.д.
Производительность теплонасосов напрямую связана с температурой окружающей среды. Эта особенность гарантирует возможность применения ТН воздух-вода в средней и южной полосе России.
Тепловой энергии, получаемой в процессе разогрева фреона, хватит, чтобы нагреть теплоноситель до 65°С. Этой температуры более чем достаточно, для удовлетворения потребностей в горячем водоснабжении и отопления дома, радиаторной системой и теплыми полами.
Данный принцип работы использует низко потенциальную тепловую энергию, что ограничивает эксплуатацию устройства, внешними факторами. Оптимальная температура для теплонасоса воздух-вода, не ниже -10°С (в некоторых моделях 15-20°С). Когда значение падает ниже нормы, работоспособность оборудования резко снижается. Чтобы справиться с данной проблемой, был разработан принцип работы теплового насоса воздух-вода совместно с другими источниками тепла. Как это происходит на практике?
- При падении температуры окружающей среды, насос начинает работать с постоянно увеличивающейся нагрузкой.
- Когда показатели доходят до критичных отметок, включается резервный источник тепла: котел, работающий от электричества, жидкого и твердого топлива или газа, обеспечивающий повышение КПД.
- Как только, температуры окружающей среды достаточно для полной производительности, котел отключается.
Ограничение по температуре наружного воздуха делает нецелесообразным и даже невозможным установку воздушного теплонасоса для северных широт.
Как подобрать тепловой отопительный насос воздух-вода
Правильно выбрав тепловой насос для отопления дома воздух-вода, можно раз и навсегда решить вопрос обогрева жилых и промышленных помещений. Подбор подходящей тепловой станции выполняют следующим образом:- Тип корпуса – производители предлагают две базовых конструкции. Низкотемпературный моноблочный тепловой насос типа воздух-вода примечателен тем, что в помещении не устанавливается никакого оборудования, все необходимые узлы расположены на улице (либо в отдельном изолированном помещении). В дом входит только подающий и обратный трубопровод отопления.
Сплит – системы, больше предназначены для бытового использования. Внешний блок устанавливается на улице и подключается к емкости накопителю. Разогретый фреон разогревает конденсатор, который методом косвенного нагрева передает тепло жидкости, используемой в качестве теплоносителя. - Функциональные возможности – некоторые модели предназначены для подключения только к системе водяного обогрева здания. Применение других теплонасосов воздух-вода, подходит для отопления и горячего водоснабжения.
- Зависимость производительности от температуры окружающей среды – бытовые модели обычно ограничены температурой от +45°С до -15°С, можно приобрести оборудование, способное вырабатывать тепловую энергию даже при -25-32°С. Эффективность системы отопления дома с ТН воздух – вода, напрямую зависит от этого параметра.
Дополнительно, к параметрам при выборе, обращают внимание на мощность оборудования, компанию производителя, выпускающую теплонасос и себестоимость установки, включая проведение монтажных работ.
Как сделать расчет необходимой мощности ТН воздух-вода
Существует два понятия, предварительный (в первом приближении) и проектный расчёт мощности. Первый можно выполнить самостоятельно, второй делает специализированное учреждение. В первом приближении, на каждый квадратный метр рассчитывают 70 Вт мощности ТН. Дальнейшие расчеты выполняют следующим образом:- Подсчитывают общую отапливаемую площадь.
- Умножают полученную сумму на 0,7.
- Полученный результат будет соответствовать минимально необходимой мощности оборудования.
Чтобы обеспечить максимальную экономичность отопления дома с помощью теплового насоса системы воздух-вода, потребуется грамотная проектная документация и квалифицированное выполнение монтажных работ.
Производители тепловых насосов отопления воздух-вода
Буквально 10 лет назад, на рынке предлагались всего несколько моделей тепловых насосов. Сегодня выбор стал намного больше. Ведущие немецкие производители, российские, японские и китайские компании, выпускают оборудование, с той или иной долей теплоэффективности.Судя по отзывам покупателей, наиболее востребованными являются насосы следующих компаний:
- – более 30 лет занимается выпуском тепловых насосов. С тех пор, продукция компании существенно изменилась. Были учтены пожелания потребителей, внедрены новые технологии. В ТН Viessmann используется инновационная автоматика, полностью регулирующая весь процесс работы, оптимизирующая процесс обогрева, в согласии с погодными условиями.
- – модели отличаются высокой производительностью. Предназначены для бытового и промышленного применения. Полностью соответствуют особенностям отечественной эксплуатации. В серии Buderus предлагаются насосы для обогрева площади до 500 м² и выше.
- Stiebel Eltron – еще одна немецкая компания, пользующаяся неизменным спросом у отечественного потребителя. В качестве достоинств можно выделить большой ассортимент предлагаемого оборудования, функциональность устройств и возможность подбора по индивидуальным запросам. Модели Stiebel Eltron имеют высокий уровень СОР и отличаются экономичностью.
- Heliotherm – австрийские теплонасосы, имеющие один из лучших показателей СОР среди всего термального оборудования. Имеют официальное представительство в РФ, что во многом облегчает монтаж, обслуживание систем и выполнение гарантийных обязательств. Теплонасосами Heliotherm оснащены более 15 000 различных объектов.
Стоимость установки ТН воздух-вода
Последние модели тепловых насосов обойдутся в 160-1200 тыс. руб. Цена варьируется, в зависимости от производителя. На стоимость сильно влияет «раскрученность» бренда. Китайские модели, имеют меньшую цену, но и уступают по надежности и показателям СОР.Монтаж теплонасосов воздух-вода обычно входит в стоимость. Большинство производителей, дополнительно, бесплатно делают проект и предоставляют другие услуги по обслуживанию. Рассчитать полную стоимость, включая покупку ТН и его установку можно с помощью он-лайн калькуляторов.
Теплонасосы воздух-вода устанавливаются в любом месте придомовой территории. Существуют общие правила относительно монтажа:- Расстояние до жилого дома от 2 до 20 м.
- Минимальное расстояние до котельной, с которой агрегат соединяется несколькими трубами и электрическими кабелями.
- В котельной располагают накопительную емкость, устанавливают циркуляционное оборудование.
- Создается незначительный уровень шума при работе. Тем не менее, если планируется установить моноблок для внутреннего монтажа, для него стоит выделить отдельное звукоизолированное помещение.
- Наружный блок выглядит как корпус кондиционера. Внизу расположены ножки для установки, а также настенные крепления.
Одно из наиболее распространенных решений, относительно эксплуатации теплового насоса, это использование системы для нагрева бассейнов. С помощью оборудования, осуществляется подогрев воды в летний период, а также отопление помещения зимой.
На сколько выгоден тепловой насос системы воздух-вода
Выгода использования тепловых насосов отопления воздух-вода, стала особенно очевидной, после появления СОР. Под этим термином скрывается коэффициент, сравнивающий необходимые затраты на электроэнергию, при отоплении тепловым насосом типа воздух-вода. На практике это означает следующее:- Для работы ТН требуется электричество. Напряжение нужно компрессору, нагоняющему давление в систему. СОР указывает, какое количество тепла было получено, благодаря потреблению электроэнергии в сутки.
- Если СОР равен 3, значит, насос вырабатывает 3 кВт тепловой энергии на каждый кВт затраченного электричества.
Все недостатки эксплуатации теплонасосов воздух-вода, в основном сводятся именно к зависимости от внешних температурных факторов. Но это можно учесть при выборе модели, обращая внимание на параметр, указывающий нижний предел температуры для сохранения ТН работоспособности.
Хотите обустроить в доме конвекторное отопление, где для нагрева теплоносителя используется тепловой насос «воздух-воздух», обеспечивающий значительную экономию расходов на обогрев? Согласитесь, что получить полноценное отопление в компании с горячей водой практически бесплатно - весьма заманчивое мероприятие.
Но вы не знаете, как соорудить подобную систему, чтобы альтернативным способом обогревать помещения и получать горячую воду для бытовых нужд?
Мы поможем разобраться с этим вопросом - в статье освещен принцип действия и устройство насоса. Энергию такой системе придется тратить только на работу компрессора, а основной объем тепла будет браться просто с улицы из атмосферы, за что у нас пока денег не требуют.
Также рассмотрены преимущества его внедрения в систему и существенные недостатки. Отдельное внимание уделено подбору и расчету насоса.
А любителям все делать своими руками мы предлагаем соорудить подобный насос самостоятельно, используя подручные материалы. В помощь приводим фотоматериалы и видеорекомендации по устройству и функционированию теплового воздушного насоса.
Любой теплонасос относится к оборудованию из сферы . Он забирает тепловую энергию воздушных масс на улице, из окружающего пространства в помещении, чтобы обогреть ею жилые и нежилые объекты.
При этом не используются какие-либо сгораемые виды топлива.
Внешне тепловой насос (ТН ) воздух-воздух похож на инверторный кондиционер, из наружного и внутридомового блока.
А по принципу действия он больше напоминает холодильник, только действует “наоборот”. Но в отличие от них обоих этот теплонасос способен как охлаждать, так и нагревать воздушные массы в доме.
Принцип действия и внутреннее устройство
В основе работы ТН воздух-воздух лежит нехитрое физическое явление термодинамики – жидкость при испарении охлаждает поверхность, с которой она рассевается. Например, пар над кружкой с горячим чаем демонстрирует тот же эффект.
На этом принципе работает и обычный холодильник. Внутри него расположены трубки, по которым циркулирует хладагент под высоким давлением. Он забирает тепло из внутреннего пространства морозильной камеры, слегка нагреваясь при этом.
Потом собранное тепло отдается в воздух комнаты посредством теплообменника (решетки сзади холодильника).
А чтобы после хладагент остыл до рабочих температур, он сжимается в компрессоре. Причем за цикл работы фреон внутри системы постоянно переходит из газообразного состояния в жидкое и обратно.
Воздушный тепловой насос функционирует абсолютно аналогично. Только тепло он берет с улицы, а не из закрытого морозильника. Даже если снаружи мороз, то в атмосфере все равно есть немало тепловой энергии.
Для производства тепла тепловому насосу нужна только энергия, затрачиваемая на работу компрессора. На схеме подробно изображен процесс переноса тепла
Состоит тепловой насос воздух-воздух из таких элементов:
- компрессора;
- испарителя с вентилятором принудительного обдува;
- расширительного клапана;
- медных трубок для перекачки фреона между улицей и домом;
- конденсатора с вентилятором подачи нагретого воздуха в помещение.
Первые три элемента составляют внешний блок, а последний относится к внутренней части теплонасоса. Теплоизолированные трубки из меди предназначены для непрерывного перемещения теплоносителя между этими модулями сплит-системы.
Алгоритм работы теплового насоса воздух-воздух выглядит следующим образом:
- Уличный воздух втягивается вентилятором в наружный блок и прогоняется сквозь ребра внешнего испарителя. Циркулирующий по теплообменнику фреон вбирает в себя имеющуюся в нем тепловую энергию, переходя при этом в газообразное состояние.
- Далее газ попадает в конденсатор, где сжимается. А потом он перекачивается по медным трубам во внутренний блок.
- В расположенном в доме конденсаторе газ переходит обратно в жидкость, передавая тепло внутрикомнатному воздуху.
- Затем излишнее давление стравливается посредством расширительного клапана, и жидкий фреон опять отправляется в первичный испаритель.
Значение температуры фреона, поступающего во внешний блок, всегда ниже температуры окружающей среды. Поэтому он всегда забирает тепло из атмосферы.
Но уровень “охлаждения” теплоносителя в системе постоянен, а наружная температура постоянно колеблется. По этой причине при сильных морозах ТН теряет свою эффективность.
Установки обогрева/охлаждения типа «воздух-воздух» выгодны, по ряду причин.
К числу основных плюсов относят:
- Универсальность. Системы позволяют отапливать и остужать помещения в зависимости от назначения комнаты, потребностей и от климатического сезона.
- Экологичность. Дают возможность полностью отказаться от сжигания природного газа, угля, дров и т.п., засоряющих природную среду продуктами горения.
- Простота монтажа. Собрать систему из составляющих заводского производства не составит труда. Можно собственноручно соорудить тепловой насос из подручных средств.
- Пожаробезопасность. Процесс получения тепла не связан с применением горючего. Даже нарушения в работе установки не смогут повлечь возгораний.
- Экономичность. Привлекают высоким коэффициентом теплоотдачи при минимальных затратах (на потребленный 1 кВт электроэнергии они выдают 4–5 кВт тепла). К тому же, быстро окупаются.
- Доступность по цене. Стоимость систем заводского изготовления позволяет приобрести тепловой насос практически всем желающим. Собственноручно изготовленная установка будет практически бесплатной.
- Удобство эксплуатации. Самый технически сложный прибор в системе – компрессор, с обслуживанием которого трудно не справиться. С характерной для тепловых насосов нагрузкой компрессоры редко выходят из строя раньше обещанного производителем срока.
Для организации отопления в одной комнате достаточно , повесив на фасаде внешний модуль, а на внутренней стене – конвектор. Чтобы обогреть несколько помещений придется обустраивать каналы распределения нагретого воздуха.
Все управление тепловым насосом воздух-воздух осуществляется встроенной автоматикой. Особого внимания уделять работе и настройке этой системе не придется. Надо будет только регулярно чистить воздушные фильтры и иногда их менять.
Среди отрицательных сторон теплонасосов можно упомянуть:
- пусть и незначительный, но все же шумовой фон;
- прямую зависимость эффективности системы от внешней температуры;
- рост электропотребления при похолодании на улице;
- постоянно висящую в воздухе пыль из-за непрерывной работы вентилятора и конвекции воздуха в комнате;
- зависимость от электроснабжения (для бесперебойной работы потребуется генератор).
При температурах снаружи до -10°С все работает прекрасно, забираемого с улицы тепла вполне хватает для создания в доме комфортных условий. Но при дальнейшем похолодании эффективность насоса резка падает.
Если коттедж построен в местности с холодным климатом и сильными морозами по зиме, то без дополнительного котла или камина не обойтись.
В теплом климате воздушный тепловой насос без проблем справляется с поставленными задачами по отоплению частного дома, но при сильных морозах дополнительный источник тепла не помешает
Для такие системы подходят идеально. Минимум трат электроэнергии, усилий для монтажа и проблем с обслуживанием. Но ими нельзя нагреть воду. Для этого придется дополнительно ставить бойлер или подключаться к централизованным сетям.
Тепловые насосы воздух-воздух являются оптимальным способом обогрева зданий, построенных из дерева или СИП. У таких строений низкие теплопотери, мощностей воздушного теплонасоса для их отопления хватает с избытком.
Коренные отличия от кондиционера
Внешне тепловой насос воздух-воздух схож с бытовым кондиционером. Но у него есть свои отличительные конструктивные особенности и технические характеристики.
Первое устройство используется в качестве основного источника обогрева, работающего круглогодично. А второе больше предназначено для охлаждения воздуха в летнюю жару.
Основная функция теплонасоса – это отопление. Однако многие модели способны также охлаждать комнатный воздух. Но в этом режиме работы они существенно уступают кондиционеру по энергоэффективности. Это скорее крайний случай их использования.
По внешнему виду кондиционер и воздушный ТН схожи, но имеют совершенно разное назначение и эксплуатационные характеристики
С другой стороны и многие могут нагревать воздух в помещениях. Но электричества они при этом потребляют гораздо больше тепловых насосов. У каждого устройства свое предназначение.
Использование ТН «воздух-воздух» – это в первую очередь переход на возобновляемые источники энергии.
Эти системы экономически выгодны, несмотря на крупные первичные вложения денег. Сокращение платежей за отопление окупает все начальные затраты.
Подбор и расчеты теплового насоса
Теплонасос воздух-воздух будет эффективен, только если его правильно подобрать. Необходимо заранее рассчитать его мощность в зависимости от квадратуры дома. А уже потом смотреть какие у разных производителей цены.
При расчетах используется коэффициент энергоэффективности СОР (отношение мощности ТН к затраченной энергии).
При “тепличных условиях” он нередко достигает 4–5 пунктов, а самые современные модели до 7–8. Однако при падении температуры на улице до -15–20°С этот показатель резко падает всего лишь до двойки.
Оптимальную продуктивность по обогреву теплонасос выдает при температурах на улице -10…+10 градусов Цельсия, так он до ¾ тепловой энергии берет с улицы
При необходимо учесть:
- теплоизоляцию и инсоляцию помещений;
- площадь комнат;
- количество проживающих в коттедже;
- общие климатические условия местности, где стоит дом.
Для большинства домов на каждые десять квадратных метров необходимо порядка 0,7 кВт мощности теплового насоса. Но все здесь достаточно условно. Если потолки выше 2,7 м или стены и окна плохо утеплены, то тепла потребуется больше.
Производителей тепловых насосов воздух-воздух немало и в Азии и в Европе.
Хорошие отзывы имеют системы от Daikin , Dimplex , Hitachi , Vaillant , Mitsubishi , Fujitsu , Carrier , Aertec , Panasonic и Toshiba . Практически все их модели адаптированы к отечественным условиям эксплуатации и неплохо себя зарекомендовали.
Даже при перепадах напряжения они не ломаются, продолжая после включения электричества работать исправно.
Цена на ходовые воздушные теплонасосы варьируется в диапазоне от 90 до 450 тысяч рублей. Здесь многое зависит не только от мощности агрегата, но и от дополнительного функционала и страны изготовления.
Отдельные модели дополняют:
Фильтрами очистки и обеззараживания воздуха;
резервными нагревателями;
электрогенераторами;
GSM-модулями для управления системой;
ионизаторами и озонаторами.
Практика показывает, что при морозах ниже -15 °С в обогреваемых только тепловым воздушным насосом помещениях становится прохладно. И без дополнительного обогревателя комфортом в комнатах откровенно не пахнет.
Однако в южных регионах, где подобные заморозки редки, ТН вполне эффективен и оправдывает потраченные деньги с лихвой за счет экономии энергоресурсов.
Самоделка из старого холодильника
Из отдельных компрессоров и конденсаторов своими руками собрать тепловой насос воздух-воздух без специализированных инженерных познаний достаточно сложно. Но для небольшой комнаты или теплицы можно воспользоваться старым холодильником.
Простейший воздушный теплонасос можно смастерить из холодильника, протянув в него с улицы воздуховод и навесив вентилятор на заднюю решетку теплообменника
Для этого необходимо в передней дверке холодильника проделать два отверстия. Через первое в морозилку будет поступать уличный воздух, а по второму нижнему – выводиться обратно на улицу.
При этом за время прохождения по внутренней камере он будет отдавать часть имеющегося в нем тепла фреону.
Также можно холодильную машину попросту встроить в стену открытой дверью наружу, а теплообменником сзади – в помещение. Но при этом следует учитывать, что мощность такого обогревателя будет небольшой, а электроэнергии он потребляет немало.
Воздух в помещении нагревается от теплообменника сзади холодильника. Однако подобный тепловой насос способен работать только при наружных температурах не ниже плюс пяти по Цельсию.
Эта бытовая техника предназначена для эксплуатации исключительно в помещениях.
Монтаж теплонасоса воздух-воздух предельно прост. Необходимо установить внешний и внутренний блоки, а потом соединить их меж собой контуром с теплоносителем.
Первая часть системы устанавливается на улице: прямо на фасаде, кровле либо рядом со зданием. Вторую в доме можно разместить на потолке или стене.
А внутренний устанавливается так, чтобы поток теплого воздуха из него равномерно распространялся по всей комнате.
Если тепловым насосом воздух-воздух планируется отапливать дом с несколькими комнатами на разных этажах, то придется обустраивать систему вентиляционных каналов с принудительным нагнетанием.
В этом случае лучше заказать проект у компетентного инженера, иначе мощности ТНа может не хватить на все помещения.
Электросчетчик и защитное устройство должны выдерживать пиковые нагрузки, создаваемые тепловым насосом. При резком похолодании за окном компрессор начинает потреблять электричества в разы больше, чем обычно.
Лучше всего для подобного воздушного обогревателя проложить отдельную линию снабжения от распределительного щитка.
Особое внимание следует уделить монтажу трубок для фреона. Даже малейшая стружка внутри может повредить компрессорное оборудование.
Здесь без навыков пайки меди не обойтись. Заправку хладогена вообще стоит доверить профессионалу, чтобы избежать потом проблем с его утечками.
Пошаговая инструкция по изготовлению теплового насоса из холодильника описана в .
В продаже сейчас огромный ассортимент подобных систем, для любого дома можно подобрать отопительную установку. Надо лишь грамотно рассчитать ее мощность, тогда она эффективно прослужит долгие годы.
А что вы думаете по поводу эффективности и целесообразности использования тепловых насосов “воздух-воздух”? Делитесь своим мнением, оставляете отзывы об использовании агрегатов и задавайте вопросы. Форма для комментариев расположена ниже.
Тепловой насос воздух вода трансформирует энергию внешней среды в тепло, обогревающее внутреннее пространство. То есть, с помощью этого устройства жилище или строение можно «отапливать» обычным воздухом. Причем воздух не сгорает в топке, а просто отдает свои калории сложному агрегату – тепловому насосу, который транспортирует эту энергию в помещение и отдает ее системе отопления.
Согласитесь, подобные манипуляции с энергиями похожи на магию. Но ничего фантастического в тепловых насосах подобного типа нет. И в данной статье мы рассмотрим принципы работы и устройство такого агрегата.
Схема работы воздушного теплового насоса скопирована с холодильника или кондиционера, а именно:
- Низкокалорийный энергоноситель (воздух), кипятит хладагент, залитый в циклический контур, который соединяет испаритель (улавливатель тепла) с конденсатором (тепловым излучателем).
- В конденсаторе пары хладагента переходят в иное агрегатное состояние (жидкость) и отдают энергию отопительной системе.
- После этого жидкий хладагент вновь уходит к испарителю, где превращается в пар. И все начинается сначала.
То есть, в работе используется все тот же обратный принцип Карно, но главной частью установки является не испаритель, аккумулирующий тепло из окружающего пространства, а конденсатор, отдающий накопленные калории потребителю.
|
|
При этом цикличность работы установки обеспечивает особый компрессор, который не только прокачивает хладагент по контуру, но и сжимает его, увеличивая тем самым теплоотдачу на конденсаторе. Впрочем, это не единственный силовой агрегат установки – тепловой насос оборудован достаточно мощным вентилятором, который обдувает испаритель.
Ну а в качестве потребителя тепла выступает либо конвектор, разогревающий воздух внутри комнаты, либо система «теплый пол» или иные радиаторы с большой площадью.
А вот со стандартными батареями тепловые вентиляторы работают не очень эффективно.
Причем конвектор с конденсатором монтируют в помещении, а испаритель с вентилятором – либо снаружи, на фасаде, либо во внутренней части вытяжной ветви вентиляционной системы.
Достоинства и недостатки воздушных тепловых насосов
Отзывы о тепловом насосе воздух вода бывают как хорошими, так и плохими. Ведь это устройство при всех неоспоримых достоинствах не лишено и некоторых недостатков.
Причем к достоинствам относятся следующие факты:
- Во-первых, такой агрегат легко смонтировать. Ведь для первичного контура, замкнутого на испаритель, не нужны ни земляные работы, ни водоемы.
- Во-вторых, воздух ест везде, а вот земля, в личной собственности, только за городом, ну а с искусственными или естественными водоемами проблем еще больше. Поэтому воздушные тепловые насосы для отопления можно монтировать даже в городских условиях, не спрашивая разрешение контролирующих инстанций.
- В-третьих, воздушный насос можно объединить с системой вентиляции, используя мощности агрегата для повышения эффективности воздухообмена в помещении.
Кроме того, такой насос работает почти бесшумно и легко программируется.
Ну а неизбежные недостатки можно представить в виде такого списка:
- Эффективность агрегата зависит от температуры окружающего воздуха. Поэтому КПД устройства летом выше, чем в зимнее время.
- Воздушный насос можно включать лишь при относительно слабых морозах. Причем при -7 градусов Цельсия бытовой воздушный насос работать уже не будет. Хотя промышленные агрегаты включаются и при -25 градусах Цельсия.
Кроме того, воздушный насос – это не совсем автономная энергетическая установка. Агрегат потребляет электроэнергию, трансформируя 1 КВт/час в 11-14 МДж.
Воздушный тепловой насос своими руками: схема сборки
В отличие от достаточно сложных геотермальных и гидротермальных систем тепловой насос типа «воздух-вода» доступен для изготовления даже своими силами.
Причем для изготовления воздушной системы нам понадобится сравнительно дешевый набор, состоящий из следующих деталей и узлов:
- Компрессора сплит-системы – его можно приобрести в сервисном центре или в ремонтной мастерской
- 100-литрового бака из нержавейки – его можно снять с любой старой стиральной машины
- Полимерной емкости с широкой горловиной – подойдет обычный бидон или полипропилена.
- Медных труб, с пропускным диаметром более 1 миллиметра. Их придется купить, но это единственная дорогостоящая покупка во всем проекте.
- Набора запорно-регулирующей арматуры, в который войдут сливной кран, клапан для травления воздуха, предохранительный клапан.
- Крепежных элементов – кронштейнов, клипс для труб, хомутов и прочего.
Кроме того, нам понадобится самый дешевый хладагент – фреон и хотя бы простейший блок управления, без которого использование тепловых насосов будет весьма затруднительно, ввиду необходимости синхронизировать работу компрессора с температурой на поверхности испарителя и конденсатора.
Сборка агрегата
Ну а сам процесс сборки выглядит следующим образом:
- Из медной трубы изготавливаем змеевик, габариты которого должны соответствовать поперечному сечению и высоте стального бака.
- Монтируем змеевик в бак, оставляя выпуски медной трубы за его пределами. Далее герметизируем бак и оборудуем впускным (снизу) и выпускным (сверху) штуцером. В итоге, получается первый элемент системы – конденсатор – с готовыми отводами под прямую трубу отопления (верхний штуцер) и обратку (нижний штуцер)
- Монтируем на стене (с помощью кронштейна) компрессор. Соединяем напорный штуцер компрессора с верхним выпуском медной трубы.
- Из медной трубы изготавливаем второй змеевик, габариты которого совпадают с поперечным сечением и высотой полимерного бидона.
- Монтируем змеевик в бидон, установив на его торце вентилятор, нагнетающий воздух на змеевик. Причем из бидона должны выходить два выпуска. В итоге, вся эта конструкция, представляющая собой испаритель системы, монтируется на фасаде или в вентиляционной шахте.
- Соединяем нижний выпуск бака (конденсатора) с нижним выпуском бидона (испарителя), врезав в этот трубопровод управляющий дроссель.
- Соединяем верхний выпуск бидона с всасывающим патрубком компрессора.
Вот, в принципе, и все. Использующая принцип работы воздушного теплового насоса система уже практически готова. Остается только залить хладагент в компрессор и соединить вентиль дросселя с управляющим блоком.
Воздушное отопление тепловым насосом: расчет мощности установки
Мощность теплового насоса зависит от множества факторов, а именно: от объема хладагента, от площади поверхности змеевиков в испарителе и конденсаторе, от предполагаемого объема теплоотдачи системе отопления и так далее. Поэтому, в большинстве случаев, расчет мощности ведется в специальных программах, которые учитывают и другие вводные данные.
В упрощенной форме эти программы оформляются в виде он-лайн «калькуляторов», с открытыми полями для ввода следующих параметров:
- Площади помещения и высоты потолков – они используются для расчета объема.
- Региона, где расположено здание – с помощью этого параметра определяется среднегодовая температура воздуха, влияющая на производительность испарителя.
- Степени утепления задания – с помощью этого параметра определяется ожидаемая «калорийность» системы отопления.
На финальной стадии два последних параметра преобразуются в коэффициенты, на которые умножают объем помещения. Полученную в результате подобных манипуляций цифру сравнивают с табличными значениями, увязывающими мощность насоса с отапливаемым объемом.
В итоге получается, что на отопление дома площадью 100 квадратов, как правило, нужен 5-киловаттный тепловой насос, а жилище на 350 квадратных метров можно отопить 28-киловаттным насосом.
Воздушный тепловой насос: нюансы обслуживания агрегата
Тепловой насос воздух-вода не требует какого-то особого обслуживания, с частичной разборкой/сборкой.
Для поддержания работоспособности системы владельцу придется выполнять лишь следующие манипуляции:
- Периодическую чистку вентилятора и решетки на испарителе от забившегося мусора (листьев, пыли и так ладе).
- Периодическую смазку компрессора, выполняемую согласно предоставленной производителем схеме.
- Замену масла в силовых агрегатах (компрессоре, вентиляторе).
- Периодическую проверку целостности медного трубопровода с хладагентом и силового кабеля, питающего компрессор и вентилятор.
Современный тепловой насос воздух вода - устройство исключительно полезное. Даже если температура наружного воздуха приближается к нулю, с его помощью можно успешно обогревать довольно большие помещения. Если тепловые насосы типа «земля-вода» или «вода-вода» проще монтировать в частном доме с просторным участком, то модель типа «воздух-вода» без проблем устанавливается в городских зданиях, как жилых, так и офисных.
Как работает данная система?
Окружающий нас мир полон энергии, нужно только собрать ее и правильно использовать. Для этого и предназначены тепловые насосы воздух вода. С их помощью можно собрать низкопотенциальную энергию из окружающей среды и преобразовать ее в высокопотенциальное тепло, способное обогреть жилище весьма эффективно. Специалисты называют этот процесс обратным принципом Карно, на основе которого работают холодильные установки.
С помощью мощного вентилятора снаружи забирается обычный воздух. Он контактирует с испарителем, внутри которого находится хладагент, циркулирующий по змеевику. Нагреваясь, хладагент испаряется и поступает в компрессор. Здесь он сжимается и нагревается до температуры около 75 градусов и под давлением поступает в конденсатор. Там хладагент конденсируется и переходит в жидкое состояние, отдавая тепло домовой отопительной системе. Жидкий хладагент поступает в испаритель, где нагревается под действием наружного воздуха и т. д. Цикл «нагрев-испарение-сжатие-конденсация» повторяется снова и снова.
Внешний блок теплового насоса воздух-вода размещают на участке, выбирая для этого недалеко от дома место с хорошей циркуляцией воздуха
Преимущества и недостатки такого отопления
Современный тепловой насос типа воздух вода эффективен и позволяет заметно сэкономить на отоплении, поскольку:
- воздух можно назвать самым доступным и дешевым возобновляемым ресурсом;
- стоимость монтажа такого агрегата обойдется дешевле, чем установка других видов теплового насоса (грунт-вода, вода-вода и т. п.), а весь процесс осуществляется проще и быстрее;
- обогрев можно осуществлять даже при отрицательной температуре наружного воздуха;
- устройство работает почти бесшумно;
- обеспечивается эффективный воздухообмен внутри помещения;
- управление установкой можно осуществлять в автоматическом режиме.
Действительно, при сооружении воздушного теплового насоса не нужно бурить скважины или проводить масштабную выемку грунта, не нужно сооружать теплообменник для наружного контура и т. д. Понадобятся два небольших канала, по которым воздух будет забираться, а затем возвращаться наружу. Для этого в земле укладывают два небольших трубопровода. Существуют и модели, не нуждающиеся в таких трубопроводах.
Для теплового насоса «воздух-вода» понадобится большой вентилятор, который будет подавать воздушные потоки к испарителю. Лопасти вентилятора должны быть закрыты решеткой
Недостатков у этой конструкции немного, однако их следует учитывать. Хотя и считается, что воздушный теплонасос может эффективно работать круглый год, все же лучше использовать его в местности с мягкой и теплой зимой. Не рекомендуется включать такой тепловой насос при температуре ниже -7 градусов. При этом КПД системы в зимнее время будет ниже, чем весной или осенью. Хотя производители утверждают, что промышленные модели тепловых насосов этого типа могут вполне успешно работать и при -25 по Цельсию. В местности с суровым климатом самым выгодным вариантом может оказаться сочетание теплового насоса и традиционного отопительного котла, который включается только при наступлении сильных холодов.
Разумеется, для работы любого теплового насоса необходима электроэнергия. На каждый затраченный киловатт электроэнергии устройство позволяет получить 3-4 кВт природной энергии. Поэтому в конечном счете использование теплового насоса для отопления экономически выгодно по сравнению с затратами на обогрев газом, дизельным, твердым топливом или на отопление с помощью электрического котла. Однако забывать о зависимости системы от наличия электроэнергии не стоит.
Алгоритм сборки самодельного агрегата
Почти все элементы воздушного теплового насоса можно изготовить самостоятельно. Компрессор рекомендуется снять с обычной сплит-системы. Как правило, такой прибор имеет подходящие характеристики и работает достаточно бесшумно. Помимо компрессора понадобится ряд материалов:
- металлический бак из нержавейки, объемом 100 л или более;
- пластиковая бочка с широкой горловиной;
- трубы из меди различного диаметра (толщина стенок трубы - не менее 1 мм);
- набор муфт и переходников;
- электроды;
- сливной кран;
- отвоздушиватель ДУ-15;
- предохранительный клапан;
- манометры;
- устройства для автоматического управления;
- кронштейны для крепления элементов системы;
- фреон и др.
Обратите внимание! При включении компрессора потребуется достаточно большой ток, поэтому рекомендованная расчетная нагрузка электросчетчика в доме должна быть не менее 40А.
Чтобы сделать воздушный тепловой насос, необходимо:
- Запастись подходящим компрессором и кронштейнами для его монтажа на стену. Чтобы сделать тепловой насос мощностью 9кВт, понадобится компрессор на 7,2 кВт.
- Изготовить из медной трубки змеевик, равномерно намотав трубу вокруг баллона нужного диаметра.
- Для изготовления конденсатора разрезать пополам стальной бак на 100 литров, вставить внутрь медный змеевик.
- Заварить бак и установить резьбовые соединения. Для установки готового конденсатора также понадобятся кронштейны.
- Разрезать пластиковую бочку, чтобы сделать испаритель.
- Вставить в испаритель медный змеевик из трубы на ¾ дюйма.
- Для монтажа испарителя на стену нужен еще один набор L-образных кронштейнов.
- Соединить элементы в общую систему.
- Пригласить мастера по холодильному оборудованию, который проверит качество сборки и закачает в систему хладагент.
После этого необходимо обеспечить забор наружного воздуха и его сброс для контакта с испарителем, а также подключить устройство к системе отопления дома.
Чтобы сделать змеевик из медной трубки для теплового насоса «воздух-вода», можно взять баллон подходящего диаметра из-под фреона или газа и аккуратно намотать трубку на него
Компрессор для теплового насоса «воздух-вода» можно снять со сплит-системы, удостоверившись, что у него достаточная мощность. Для изготовления конденсатора подойдет металлический бак
Основные принципы работы воздушного теплового насоса представлены в видеоматериале на примере промышленной модели:
Обратите внимание, что если принято решение использовать тепловой насос параллельно с отопительным котлом, рекомендуется при подключении использовать .
Несколько слов о расчетах мощности
Перед началом работ по созданию насоса, следует определиться с его мощностью. Не стоит делать агрегат «с запасом», поскольку это повлечет совсем не нужные материальные расходы. Недостаток мощности скажется на эффективности работы системы, в этом случае в доме будет слишком холодно.
Специалисты для подробных расчетов мощности теплового насоса используют специальные программы, которые позволяют определить и другие параметры, например, площадь медного змеевика и т. п. Народные умельцы поступают проще - используют он-лайн калькуляторы, которые установлены на некоторых профильных сайтах. В специальные поля следует ввести данные о:
- регионе, в котором находится помещение;
- общей площади частного дома;
- высоте потолков в комнатах;
- степени утепления здания.
На основании этих данных программа выдаст расчетную мощность теплового насоса. Разумеется, чем лучше утеплено здание, тем меньше тепла понадобится для его обогрева, поэтому решить проблему теплоизоляции рекомендуется еще до начала монтажа. Для вас же мы приводим ориентировочные данные для общего ознакомления.
Ориентировочная зависимость необходимой теплопроизводительности ТН от площади дома с хорошими теплоизоляционными свойствами
Технология правильного обслуживания
Работа тепловых насосов регулируется автоматически, поэтому никакого особого ежедневного ухода эта система не требует. Все же рекомендуется периодически, хотя бы раз в год, осматривать все элементы системы, чтобы выявить возможные неполадки и предотвратить их. Владельцу теплового насоса следует:
- Проверять состояние всех имеющихся фильтров и прочищать их.
- Контролировать температуру масла в компрессоре (оно должно быть теплым).
- Удалять мусор, попавший в наружный теплообменник.
- Удалять пыль и грязь с температурных датчиков.
- Проверять состояние проводки и линии подключения.
- Осматривать шланги, трубы и места их соединений, выявляя протечки.
- При необходимости смазывать соответствующие точки двигателя и вентилятора.
Обычно компрессор снабжен системой подогрева масла. Перед запуском насоса следует на несколько часов оставить его включенным, чтобы масло успело прогреться. Без этой предосторожности оборудование может очень быстро выйти из строя.
Данный версия сайта является устаревшей! Вы можете перейти на |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
Низкотемпературный Тепловой Насос Amitime с инверторным компрессором системы «воздух-вода»
Причин выбрать воздушный Тепловой насос Amitime для отопления вашего дома:
За счет чего происходит экономия?
Низкотемпературный Тепловой Насос Chofu с инверторным компрессором системы «воздух-вода»
Схемы совместной работы и воздушнего теплового насоса: Технические параметры теплового насоса Chofu:
Технические параметры теплового насоса Amitime:
Охлаждение: вода на входе - 12°C, вода на выходе - 7°C, внешняя температура по сухому термометру - 35°C, по мокрому термометру - 24°C Особенности Тепловых насосов AVH:
Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос DanHeat AVH-12V1DB Краткая характеристика: Выдаваемая мощность: |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Достижимая выходная мощность для отопления (7/35 °C) | |
| Достижимая выходная мощность для отопления (2/35 °C) | |
| Достижимая выходная мощность для отопления (-7/35 °C) | |
| Достижимая выходная мощность для отопления (-15/35 °C) | |
| Достижимая выходная мощность для отопления (7/45 °C) | |
| Достижимая выходная мощность для отопления (2/45 °C) | |
| Достижимая выходная мощность для отопления (-7/45 °C) | |
| Достижимая выходная мощность для отопления (-15/45 °C) | |
| COP, (2/35 °C) | |
| COP, (7/35 °C) | |
| COP, (-7/35 °C) | |
| COP, (-15/35 °C) | |
| COP, (7/45 °C) | |
| COP, (2/45 °C) | |
| COP, (-7/45 °C) | |
| COP, (-15/45 °C) | |
| Достижимая мощность охлаждения |
Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос DanHeat AVH-24V1DB
Краткая характеристика:
Встроенный электрический нагреватель 2кВт
Инверторный компрессор
Диапазон рабочих температур в режиме отопления: -25 … +33°C
Диапазон рабочих температур в режиме охлаждения: 0 … +55°C
Максимальная температура нагрева: 52°C
Тип хладагента: фреон R410A
* COP указан при номинальной частоте работы компрессора – 56 Hz
Фотографии готовых объектов с тепловым насосом AVH-24V1DB
Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос AVH-24V1DR (Серия Russia):
Краткая характеристика:
Выдаваемая мощность: 7/35 °C: от 4,5 до 9,8 кВт -7/35 °C: от 3,6 до 7,5 кВт -15/35 °C: от 3,4 до 5,3 кВт
Инверторный компрессор
Встроенный модуль для одновременной выработки ГВС и кондиционирования.
Встроенная автоматика для солнечного коллектора.
Два трехходовых клапана и два запорных моторизованных клапана в комплекте.
Диапазон рабочих температур в режиме отопления: -25 … +33°C
Диапазон рабочих температур в режиме охлаждения: 0 … +55°C
Максимальная температура нагрева: 52°C
Тип хладагента: фреон R410A
COP*: 7/35 °C: 3,91 -7/35 °C: 3,11 -15/35 °C: 2,22
* COP указан при номинальной частоте работы компрессора – 56 Hz
Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос AVH-36V1DE
Краткая характеристика:
Выдаваемая мощность: 7/35 °C: до 12,6 кВ -7/35 °C: до 9 кВт
Встроенный электрический нагреватель 3кВт
Инверторный компрессор
Сенсорная панель управления
Множество встроенных функций:
- Установка отдельных температурных графиков для теплых полов и радиаторов
- Установка температурной кривой для автоматической регулировки температуры подачи
- Функция климат контроля
- Режим «Отпуск»
- Режим «Сон» с уменьшением энергопотребления и шума
Широкий спектр подключаемого оборудования: циркуляционные насосы различных систем отопления, альтернативные источники тепловой энергии и т.д.
Диапазон рабочих температур в режиме отопления: -25 … +33°C
Диапазон рабочих температур в режиме охлаждения: 0 … +55°C
Максимальная температура нагрева: 52°C
Тип хладагента: фреон R410A
COP*: 7/35 °C: 4 -7/35 °C: 3,07
* COP указан при номинальной частоте работы компрессора – 56 Hz
Низкотемпературный воздушный инверторный тепловой насос AVH-48V1DAB
Краткая характеристика:
Выдаваемая мощность: 7/35 °C: от 4,5 до 19,6 кВт -7/35 °C: от 3,6 до 15 кВт -15/35 °C: от 3,4 до 10,6 кВт
Встроенный электрический нагреватель отсутствует
Два инверторных компрессора
Диапазон рабочих температур в режиме отопления: -25 … +33°C
Диапазон рабочих температур в режиме охлаждения: 0 … +55°C
Максимальная температура нагрева: 52°C
Тип хладагента: фреон R410A
COP*: 7/35 °C: 3,91 -7/35 °C: 3,11 -15/35 °C: 2,22
* COP указан при номинальной частоте работы компрессора – 56 Hz
Фотографии готовых объектов с тепловым насосом AVH-48V1DAB
Набор быстрого монтажа
Набор быстрого монтажа
В набор входит:
Канальный жидкостный напольный фанкойл с непосредственной подачей воздуха
* Мощность охлаждения указана в режиме температуры впускной/выпускной воды: 7°С/12°С. Температура в помещении: +27°С;
** Мощность отопления указана в режиме температуры впускной/выпускной воды: 70°С/60°С. Температура в помещении: +20°С.
Технические характеристики
| Модель
Параметр |
Единица
измерения |
BM 150 | BM 350 | BM
450
Значения |
BM 550 | BM 650 |
| Мощность охлаждения* | кВт | 0,75 | 1,5 | 2,2 | 3,1 | 3,6 |
| Тепловая мощность ** | кВт | 1,55 | 3,1 | 4,6 | 6,3 | 7,3 |
| Рабочее давление (макс.) | Бар | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Диаметр подключения | дюймов | G 1/2” | ||||
| Воздушный поток (мин.) | м3/ч | 50 | 150 | 200 | 300 | 400 |
| Воздушный поток (макс.) | м3/ч | 160 | 320 | 460 | 580 | 650 |
| Максимальный ток | А | 0,12 | 0,16 | 0,21 | 0,24 | 0,3 |
| Электрическая мощность (макс.) | Вт | 14 | 23 | 27 | 33 | 39 |
| Уровень шума (мин./макс.) | дБ (А) | 28/44 | 28/44 | 28/44 | 28/44 | 28/44 |
| Габариты (Д*Ш*В) | мм | 694*580*130 | 894*580*130 | 1094*580*130 | 1294*580*130 | 1494*580*130 |
| Вес (нетто) Моторизованный алгп-ч кг | 16 | 22 | 28 | 34 | 40 | |
| известного производителя | Панель управления с ЖК дисплеем | |||||
Систем низкотемпературного теплового насоса "воздух-вода" может включать
Хотя массовое использование низкотемпетарутных воздушных тепловых насосов (НВТН) в нашей стране еще практически не началось, потенциально заинтересованным соискателям хорошо известно о том, что с понижение наружной температуры эффективность воздушных тепловых насосов падает.
Больше всего объективному восприятию темы мешает суждение раз с понижением наружной температуры происходит уменьшение производительности НВТН, то использование и в России рационально только в южных регионах.
Справедливо абсолютно противоположное заключение. Этому наглядно подтверждает опубликованное в Норвегии исследование. В нем сравнивалась экономия, достигаемая теплоснабжением НВТН типа «воздух–воздух» в наиболее теплом и наиболее холодном населенных пункта Норвегии – Бергене (расчетная температура для которого составляет 10°С, как в с. Псху, Абхазия) и Рёросе (–40°С, как в Красноярске). В качестве испытуемого объекта рассматривался деревянный дом с отапливаемой площадью 115 м2 и окнами площадью 12 м2 с двойным остеклением. Отопительный сезон в Норвегии начинается осенью, когда температура опускается ниже 11°С, и длится до тех пор, пока весной она не станет выше 9°С. Для простоты расчетов принимают, что отопительный сезон длится, пока температура воздуха ниже 10°С.
Для оценки эффективности теплоснабжения тепловым насосом существует параметр SPF
(Seasonal Performance Factor)– сезонный коэффициент энергоэффективности или сезонный СОР,который представляет собой отношение общего количества тепла Q
tot, полученного за определенный период времени, к суммарным энергозатратам ∑P
w на выработку этого тепла:
SPF
= Q
tot / ∑P
w .
Экономия энергии?E
tot выразится следующим образом:
∑E
tot = Q
tot (1 – 1/ SPF), кВт·ч.
Результаты расчетов для выбранных норвежских городов выглядят так, как показано в таблице.
Таблица. Результаты расчетов эффективности теплоснабжения исследуемых объектов
Таким образом, оказалось, что в холодном регионе, даже при гораздо меньшем SPF ,применение НВТН позволит сэкономить почти на 20 % больше энергии, чем в теплом, где менее продолжителен отопительный сезон, а значит, и период использования теплового насоса. То есть полностью реализовать преимущества низкотемпетарутного воздушного теплового насоса удается именно в регионах с холодным климатом.
Наши специалисты будут рады оказать Вам качественную помощь в решении задач и предоставить объективную консультацию по тепловым насосам и солнечным коллекторам.
