Термопомпа въздух-въздух: принцип на работа, устройство, избор и изчисления

Искате ли да оборудвате конвекционно отопление в къщата, където се използва термопомпа въздух-въздух за загряване на охлаждащата течност, което осигурява значителни икономии в разходите за отопление? Съгласете се, че получаването на пълно отопление в компания с топла вода е почти безплатно - много примамливо събитие.

Но не знаете как да изградите такава система, за да отоплявате помещенията по алтернативен начин и да получавате топла вода за битови нужди?

Ще помогнем да се справим с този въпрос - статията подчертава принципа на работа и дизайна на помпата. Енергията на такава система ще трябва да се изразходва само за работата на компресора, а по-голямата част от топлината ще бъде взета точно от улицата от атмосферата, за която не ни трябват пари.

Отчитат се и предимствата на нейното внедряване в системата и съществените недостатъци. Специално внимание се обръща на избора и изчисляването на помпата.

И за любителите да правят всичко със собствените си ръце, предлагаме да построят такава помпа самостоятелно, използвайки импровизирани материали. Ние предоставяме фотографски материали и видео препоръки относно дизайна и работата на помпата за топлинен въздух, за да помогнем.

Характеристика на термопомпа въздух-въздух

Всяка термопомпа се отнася до оборудване от обхвата на алтернативна енергия, Той поема топлинната енергия на въздушните маси на улицата, от околното пространство в стаята, за да я затопли с жилищни и нежилищни обекти.

Не се използват горими горива.

Външно термопомпа (TH) въздух-въздух е подобен на инверторен климатик, сплит система от външния и вътрешния блок.

И според принципа на действие, той прилича повече на хладилник, той действа само „обратно“. Но за разлика от двете, тази термопомпа е способна както да охлажда, така и да загрява въздушните маси в къщата.

Термопомпата поема нискокачествена топлинна енергия от атмосферата от улицата и загрява въздуха в помещението с нея до комфортни температури

Принцип на работа и вътрешно подреждане

Просто физическо явление на термодинамиката е крайъгълният камък на работата на термопомпи въздух-въздух - течност охлажда повърхността, с която се диспергира по време на изпаряването. Например парата над чаша горещ чай показва същия ефект.

Един обикновен хладилник също работи на този принцип. Вътре в него има тръби, през които хладилният агент циркулира под високо налягане. Той отнема топлина от вътрешността на фризера, като леко се затопля в същото време.

След това събраната топлина се прехвърля в стайния въздух чрез топлообменник (решетки зад хладилника).

През зимата термопомпата въздух-въздух загрява въздуха в помещението, а през лятото може да го охлади

И така, след като хладилният агент изстине до работните температури, той се компресира в компресора. И за цикъла на работа, фреон вътре в системата компресор-кондензатор-изпарител постоянно се променя от газообразно състояние в течно състояние и обратно.

Въздушната термопомпа функционира по абсолютно същия начин. Той взима топлина само от улицата, а не от затворен фризер. Дори да е мразовито навън, все още има много топлинна енергия в атмосферата.

За да произвежда топлина, термопомпата се нуждае само от енергията, изразходвана за компресора. Диаграмата показва подробно процеса на пренос на топлина

Термопомпата въздух-въздух се състои от следните елементи:

• компресор;
• Изпарител с принудителен въздушен вентилатор;
• разширителен клапан;
• медни тръби за изпомпване на фреон между улицата и къщата;
• кондензатор с вентилатор за подаване на отопляем въздух в помещението.

Първите три елемента съставляват външния блок, а последният се отнася до вътрешността на термопомпата. Топлоизолирани медни тръби са проектирани за непрекъснато движение на охлаждащата течност между тези модули на сплит системата.

Движението на фреон в термопомпата става в порочен кръг, в резултат на което той постоянно се свива и разширява

Алгоритъмът на работа на термопомпата въздух-въздух е следният:

1. Въздушният въздух се подава от вентилатора във външното тяло и се задвижва през перките на външния изпарител. Фреонът, циркулиращ през топлообменника, абсорбира топлинната енергия в него, превръщайки се в газообразно състояние.
2. Тогава газът влиза в кондензатора, където се компресира. И след това се изпомпва през медни тръби към вътрешното тяло.
3. В кондензатора, разположен в къщата, газът преминава обратно в течността, пренасяйки топлина към вътрешния въздух.
4. След това излишното налягане се обезвъздушава с помощта на разширителен клапан и течният фреон отново се изпраща към първичния изпарител.

Температурата на фреона, който влиза във външния блок, винаги е по-ниска от околната температура. Следователно, винаги отнема топлина от атмосферата.

Но нивото на „охлаждане“ на охлаждащата течност в системата е постоянно, а външната температура постоянно се колебае. Поради тази причина при силни студове VT губи своята ефективност.

Цикълът на движение на топлоносителя на термопомпата въздух-въздух: 1. той се компресира от компресора, 2. кондензира в топлообменника, като същевременно отделя топлина, 3. навлиза във външния топлообменник под формата на течност, 4. той се изпарява там, улавяйки топлинната енергия на външната среда по време на изпарението, 5 се връща отново в кондензатора

За да увеличите мощността на термопомпата, повърхностите на кондензатора и изпарителя са направени възможно най-големи. А за непрекъсната работа през зимата, външният топлообменник е оборудван със собствена система за размразяване.

Плюсове и минуси на въздушна термопомпа

Всяка технически сложна система има своите предимства и недостатъци. Материалите са едно, но в действителност собствениците на термопомпи рискуват да срещнат определени проблеми.

Установките за отопление / охлаждане въздух-въздух са полезни по редица причини.

Основните предимства включват:

• Универсалност. Системите ви позволяват да отоплявате и охлаждате помещения в зависимост от предназначението на помещението, нуждите и климатичния сезон.
• Екологичност. Те позволяват напълно да се откаже от изгарянето на природен газ, въглища, дърва за огрев и др., Запушвайки естествената среда с продукти от горенето.
• Лесна инсталация. Не е трудно да се сглоби система от компоненти на фабричното производство. Можете сами да изградите термопомпа от импровизирани средства.
• Пожарна безопасност. Процесът на генериране на топлина не е свързан с използването на гориво. Дори нарушенията в работата на инсталацията няма да могат да причинят пожари.
• Икономиката. Те са привлечени от високия коефициент на топлопреминаване при минимални разходи (те произвеждат 4–5 kW топлина на 1 kW консумирана електроенергия). Освен това те бързо се изплащат.
• Достъпна за цената. Цената на фабрично произведените системи ви позволява да закупите термопомпа за почти всички. Самостоятелната инсталация ще бъде почти безплатна.
• Удобство на работа. Най-техническото устройство в системата е компресор, с поддържането на който е трудно да се справите. С натоварване, характерно за термопомпите, компресорите рядко се отказват преди обещаното от производителя време.

За организирането на отопление в една стая е достатъчно инсталирайте сплит системачрез окачване на външен модул на фасадата и конвектор на вътрешната стена. За да затоплите няколко стаи, ще трябва да оборудвате каналите за разпределение на отопления въздух.

За всеки киловат консумирана електроенергия, термопомпата доставя до пет киловата топлинна енергия

Цялото управление на термопомпата въздух-въздух се извършва чрез интегрирана автоматизация. Особено внимание няма да се обръща на работата и конфигурирането на тази система. Необходимо е само редовно да почиствате въздушните филтри и понякога да ги сменяте.

Сред отрицателните страни на термопомпите са следните:

• макар и лек, но все пак шумен фон;
• пряка зависимост на ефективността на системата от външната температура;
• повишена консумация на енергия при студено време на улицата;
• прах, постоянно висящ във въздуха поради непрекъснатата работа на вентилатора и конвекция на въздуха в помещението;
• зависимост от захранването (за непрекъсната работа е необходим генератор).

При температури навън до -10 ° C всичко работи добре, топлината, взета от улицата, е достатъчна, за да създаде комфортни условия в къщата. Но с по-нататъшно охлаждане ефективността на помпата рязко намалява.

Ако вилата е построена в район със студен климат и силни студове през зимата, тогава не можете да направите без допълнителен котел или камина.

В топъл климат въздушната термопомпа лесно може да се справи със задачите за отопление на частна къща, но при силни студове допълнителен източник на топлина няма да навреди

за оборудване за въздушно отопление такива системи се вписват перфектно. Минимална консумация на енергия, усилия за инсталиране и проблеми с поддръжката. Но те не могат да загреят водата.За да направите това, ще трябва допълнително да инсталирате бойлер или да се свържете към централизирани мрежи.

Термопомпите въздух-въздух са най-добрият начин за отопление на сгради от дърво или SIW. Такива сгради имат ниски топлинни загуби, има достатъчно изобилие от капацитети на въздушната термопомпа за тяхното отопление.

През лятото термопомпата въздух-въздух може да се използва за отопление на водата в басейна

Основните разлики от климатика

Външно термопомпата въздух-въздух е подобна на битов климатик. Но той има свои отличителни дизайнерски характеристики и спецификации.

Първото устройство се използва като основен източник на отопление, работи целогодишно. А вторият е по-предназначен за охлаждане на въздуха в летните горещини.

Основната функция на термопомпата е отоплението. Въпреки това, много модели могат да охлаждат въздуха в стаята. Но при този режим на работа те значително отстъпват на климатика по енергийна ефективност. Това е по-скоро екстремен случай на тяхното използване.

На външен вид климатикът и въздухът VT са сходни, но имат съвсем различно предназначение и производителност

От друга страна, много инверторни климатици може да загрява въздуха в помещението. Но в същото време те консумират много повече термопомпи. Всяко устройство има собствено предназначение.

Използването на нагреватели въздух-въздух е преди всичко преминаване към възобновяеми енергийни източници.

Тези системи са икономически жизнеспособни, въпреки големите първоначални инвестиции. Намаляването на сметките за отопление изплаща всички първоначални разходи.

Избор и изчисляване на термопомпата

Термопомпата въздух-въздух ще бъде ефективна само ако е правилно избрана. Необходимо е предварително да се изчисли неговата мощност, в зависимост от квадратурата на къщата. И едва тогава погледнете цените на различни производители.

При изчисленията се използва коефициентът на енергийна ефективност на COP (съотношението на мощността на VT към консумираната енергия).

При “парникови условия” той често достига 4–5 точки, а най-модерните модели до 7–8. Въпреки това, когато външната температура спадне до -15–20 ° С, този индикатор пада рязко до само два.

Термопомпата дава оптимална производителност за отопление при външни температури от -10 ... + 10 градуса по Целзий, така че отнема до ¾ топлинна енергия от улицата

при изчисление на отоплението с въздух трябва да се има предвид:

• топлоизолация и инсолация на помещения;
• площ на стаите;
• брой жители в вилата;
• общи климатични условия на района, където стои къщата.

За повечето домове е необходима около десет кВт мощност на термопомпата на всеки десет квадратни метра. Но всичко тук е по-скоро произволно. Ако таваните над 2,7 м или стените и прозорците са слабо изолирани, тогава ще е необходимо повече топлина.

Има много производители на термопомпи въздух-въздух в Азия и Европа.

Добри отзиви имат системи от Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, носител, Aertec, Panasonic и Toshiba, Почти всички техни модели са адаптирани към домашните условия на работа и са се доказали добре.

Дори при спадове на напрежението те не се счупват, продължавайки да работят правилно след включване на електричеството.

Цената на работещите въздушни термопомпи варира в диапазона от 90 до 450 хиляди рубли. Тук много зависи не само от капацитета на устройството, но и от допълнителната функционалност и страната на производство.

Отделни модели допълват:

• филтри за почистване и дезинфекция на въздуха;
• резервни нагреватели;
• електрически генератори;
• GSM модули за управление на системата;
• йонизатори и озонизатори.

Практиката показва, че при студове под -15 ° C в помещения, отоплявани само от помпа за топлинен въздух, става хладно. И без допълнителен нагревател, комфортът в стаите откровено не мирише.

Въпреки това, в южните райони, където такива студове са редки, VT е доста ефективен и оправдава изразходваните пари повече, отколкото поради икономия на енергия.

Домашно приготвено от стар хладилник

Доста е трудно да сглобите термопомпа въздух-въздух от отделни компресори и кондензатори със собствените си ръце без достатъчно специализирани инженерни познания. Но за малка стая или оранжерия можете да използвате стария хладилник.

Най-простата въздушна термопомпа може да бъде направена от хладилника чрез разширяване на въздушен канал в него от улицата и окачване на вентилатора на задната решетка на топлообменника

За целта направете два отвора в предната врата на хладилника. През първия, уличният въздух ще влезе във фризера, а през втория долен ще бъде отведен обратно на улицата.

В същото време, по време на преминаването през вътрешната камера, тя ще отпусне част от топлината, присъстваща в нея, на фреон.

Можете също така просто да охладите машината в стената с отворена врата отвън и топлообменник отзад към стаята. Но трябва да се има предвид, че мощността на такъв нагревател ще бъде малка и той консумира много електричество.

Въздухът на закрито се нагрява от топлообменника в задната част на хладилника. Такава термопомпа обаче може да работи само при външни температури от поне плюс пет Целзий.

Този домашен уред е предназначен само за вътрешна употреба.

В голяма къщичка отоплителната система за въздух ще трябва да бъде допълнена с въздуховоди, които разпределят топъл въздух равномерно в помещенията

Монтирането на термопомпа въздух-въздух е изключително просто. Необходимо е да инсталирате външните и вътрешните блокове и след това да ги свържете заедно с верига с охлаждаща течност.

Първата част от системата е инсталирана на улицата: директно на фасадата, на покрива или до сградата. Вторият в къщата може да бъде поставен на тавана или стената.

Препоръчва се да инсталирате външното тяло на няколко метра от входа на вилата и далеч от прозорците, не забравяйте за шума, издаван от вентилатора.

А вътрешната е настроена така, че потокът от топъл въздух от нея се разпределя равномерно по цялата стая.

Ако планирате да отоплявате къща с няколко стаи на различни етажи с термопомпа въздух-въздух, ще трябва да оборудвате вентилационната канална система с принудително изхвърляне.

В този случай е по-добре да поръчате проекта от компетентен инженер, в противен случай мощността на TN може да не е достатъчна за всички помещения.

Глюкомерът и защитното устройство трябва да издържат на максималните натоварвания, създадени от термопомпата. При рязко охлаждане извън прозореца компресорът започва да консумира електроенергия много пъти повече от обикновено.

Най-добре е такъв въздушен нагревател да постави отделна захранваща линия от разпределителния панел.

Особено внимание трябва да се обърне на инсталирането на тръби за фреон. Дори и най-малките стърготини вътре могат да повредят оборудването на компресора.

Тук не можете да направите без уменията за запояване на мед. Обикновено зареждането с хладилен агент трябва да бъде поверено на професионалист, за да се избегнат по-късни проблеми с течовете му.

Стъпка по стъпка инструкции за приготвяне на термопомпа от хладилник са описани в тази статия.

Изводи и полезно видео по темата

Принципът на работа на сплит системата "въздух-въздух":

Въздушна термопомпа в отоплителната система на двуетажна къща:

Инвертор за климатик или помпа за топлинен въздух - кое е по-добре?

Термопомпите въздух-въздух са високоефективни устройства. Те са лесни за поддръжка, лесни за работа и икономични.

В продажба сега е огромен асортимент от подобни системи, за всеки дом можете да изберете отоплителна инсталация. Необходимо е само правилно да се изчисли неговата мощност, тогава тя ефективно ще служи в продължение на много години.

Какво мислите за ефективността и осъществимостта на използването на термопомпи въздух-въздух? Споделете мнението си, оставете отзиви за използването на единици и задайте въпроси. Формата за коментар се намира по-долу.