Toplinska pumpa zrak-zrak: princip rada, uređaj, odabir i proračuni

Želite li opremiti konvekcijsko grijanje u kući, gdje se za zagrijavanje rashladne tekućine koristi zrak-zrak, što osigurava značajne uštede u troškovima grijanja? Slažete se da je punjenje grijanja u tvrtki s toplom vodom gotovo besplatno - vrlo atraktivan događaj.

Ali ne znate kako izgraditi takav sustav da bi se alternativno grijalo prostorije i dobivala topla voda za kućne potrebe?

Pomoći ćemo da se riješimo ovog pitanja - članak ističe princip rada i dizajn crpke. Energiju takvog sustava morat ćemo potrošiti samo na rad kompresora, a najveći dio topline uzimat ćemo upravo s ulice iz atmosfere, za što nam ne treba novac.

Također se razmatraju prednosti njegove primjene u sustavu i značajni nedostaci. Posebna pažnja posvećuje se odabiru i proračunu crpke.

A da ljubitelji mogu učiniti sve vlastitim rukama, nudimo da sami naprave crpku pomoću improviziranih materijala. Pružamo fotografske materijale i video preporuke za dizajn i rad crpke toplinskog zraka kao pomoć.

Karakteristika toplinske pumpe zrak-zrak

Bilo koja toplinska pumpa odnosi se na opremu iz djelokruga alternativna energija, On preuzima toplinsku energiju zračnih masa na ulici, iz okolnog prostora u sobi, kako bi ga zagrijao stambenim i nestambenim objektima.

Ne koriste se zapaljiva goriva.

Vanjska toplinska pumpa (TH) zrak-zrak sličan je inverterskom klima uređaju, split sustav iz vanjskog i unutarnjeg bloka.

A prema principu djelovanja, više liči na hladnjak, on djeluje samo "obrnuto". Ali za razliku od obojice, ova je toplinska pumpa sposobna i za hlađenje i za zagrijavanje zračnih masa u kući.

Toplinska crpka uzima niskokvalitetnu toplinsku energiju iz atmosfere s ulice i zagrijava sobni zrak s njom do ugodnih temperatura

Princip rada i unutarnji raspored

Jednostavna fizikalna pojava termodinamike je kamen temeljac rada toplinskih pumpi zrak-zrak - tekućina hladi površinu kojom se raspršuje tijekom isparavanja. Na primjer, para iznad krigle vrućeg čaja pokazuje isti učinak.

Običan hladnjak također radi na ovom principu. Unutar nje nalaze se cijevi kroz koje rashladno sredstvo cirkulira pod visokim tlakom. Uzima toplinu iz unutrašnjosti zamrzivača, istovremeno se malo zagrijava.

Zatim se sakupljena toplina prenosi u sobni zrak putem izmjenjivača topline (rešetke iza hladnjaka).

Zimi toplinska pumpa zrak-zrak zagrijava sobni zrak, a ljeti ga može hladiti

Tako da se nakon hlađenja rashladnog sredstva komprimira u radnoj temperaturi. A za ciklus rada freon unutar sustava kompresora-kondenzator-isparivač stalno se mijenja iz plinovitog u tekuće stanje i obrnuto.

Zračna crpka za zrak djeluje na potpuno isti način. Toplinu uzima samo s ulice, a ne iz zatvorenog zamrzivača. Čak i ako je vani smrznuto, u atmosferi je još uvijek puno toplinske energije.

Za proizvodnju topline, toplinskoj pumpi je potrebna samo energija utrošena na kompresor. Dijagram detaljno prikazuje postupak prijenosa topline

Toplinska pumpa zrak-zrak sastoji se od sljedećih elemenata:

• kompresor;
• Isparivač s prisilnim puhalom zraka;
• ekspanzijski ventil;
• bakrene cijevi za ispumpavanje freona između ulice i kuće;
• kondenzator s ventilatorom za dovod zagrijanog zraka u sobu.

Prva tri elementa čine vanjsku jedinicu, a posljednji se odnosi na unutrašnjost toplinske pumpe. Toplinsko izolirane bakrene cijevi dizajnirane su za kontinuirano kretanje rashladne tekućine između ovih modula split sustava.

Kretanje freona u toplinskoj pumpi događa se u začaranom krugu, zbog čega se on konstantno smanjuje i širi

Algoritam rada toplinske pumpe zrak-zrak je sljedeći:

1. Ulični zrak ventilator ubacuje u vanjsku jedinicu i provlači se kroz peraje vanjskog isparivača. Freon koji cirkulira kroz izmjenjivač topline upija toplinsku energiju u njemu, pretvarajući se u plinovito stanje.
2. Tada plin ulazi u kondenzator, gdje se komprimira. A onda se pumpa kroz bakrene cijevi do unutarnje jedinice.
3. U kondenzatoru koji se nalazi u kući plin prelazi natrag u tekućinu, prenoseći toplinu u zatvoreni zrak.
4. Zatim se višak tlaka odzračuje pomoću ekspanzijskog ventila, a tekući freon ponovo se šalje u primarni isparivač.

Temperatura freona koji ulazi u vanjsku jedinicu uvijek je niža od temperature okoline. Stoga uvijek uzima toplinu iz atmosfere.

Ali razina „hlađenja“ rashladne tekućine u sustavu je konstantna, a vanjska temperatura stalno fluktuira. Iz tog razloga, u jakim mrazima, VT gubi na učinkovitosti.

Ciklus kretanja toplinskog nosača toplinske pumpe zrak-zrak: 1. komprimira ga kompresor, 2. kondenzira u izmjenjivaču topline, istodobno otpuštajući toplinu, 3. ulazi u vanjski izmjenjivač topline u obliku tekućine, 4. tamo isparava, hvatajući toplinsku energiju vanjskog medija tijekom isparavanja, 5 vraća se ponovo u kondenzator

Za povećanje snage toplinske pumpe površine kondenzatora i isparivača čine se što većim. A za neprekinuti rad zimi, vanjski izmjenjivač topline opremljen je vlastitim sustavom odmrzavanja.

Za i protiv zračne toplinske pumpe

Svaki tehnički složen sustav ima svoje prednosti i mane. Brojevi materijala su jedno, ali u stvarnosti vlasnici toplinskih pumpi riskiraju da naiđu na određene probleme.

Postrojenja za grijanje / hlađenje zrak / zrak su korisna iz više razloga.

Glavne prednosti uključuju:

• Svestranost. Sustavi vam omogućuju grijanje i hlađenje prostorija ovisno o namjeni sobe, potrebama i klimatskoj sezoni.
• Prikladnost za okoliš. Omogućuju potpuno odustajanje od izgaranja prirodnog plina, ugljena, drva za ogrjev itd., Začepljujući prirodni okoliš proizvodima izgaranja.
• Jednostavna instalacija. Nije teško sastaviti sustav komponenti tvorničke proizvodnje. Toplinsku pumpu možete sami izraditi iz improviziranih sredstava.
• Sigurnost od požara. Postupak proizvodnje topline nije povezan s upotrebom goriva. Čak i kršenja u radu instalacije neće moći uzrokovati požare.
• Ekonomija. Privlači ih visoki koeficijent prijenosa topline uz minimalni trošak (oni proizvode 4–5 kW topline po 1 kW potrošene električne energije). Uz to, brzo se isplati.
• Povoljan za cijenu. Troškovi tvornički proizvedenih sustava omogućuju vam kupnju toplinske pumpe za gotovo sve. Samostalna instalacija bit će gotovo besplatna.
• Praktičnost rada. Tehnički najsofisticiraniji uređaj u sustavu je kompresor, s čijim se održavanjem teško nositi. Sa opterećenjem tipičnim za toplinske pumpe, kompresori rijetko prestaju raditi prije obećanja proizvođača.

Za organizaciju grijanja u jednoj sobi dovoljno je instalirati split sustavvješanjem vanjskog modula na fasadi i konvektora na unutarnjem zidu. Za zagrijavanje nekoliko prostorija morat će se opremiti distribucijski kanali zagrijanog zraka.

Za svaki kilovat potrošene električne energije, toplinska pumpa isporučuje do pet kilovata toplinske energije

Sva kontrola toplinske pumpe zrak-zrak vrši se integriranom automatizacijom. Posebna se pozornost neće obraćati na rad i konfiguraciju ovog sustava. Trebat će samo redovito čistiti zračne filtre, a ponekad ih mijenjati.

Među negativne strane toplotnih crpki su sljedeće:

• iako lagana, ali još uvijek bučna pozadina;
• izravna ovisnost učinkovitosti sustava od vanjske temperature;
• povećana potrošnja energije tijekom hladnog vremena na ulici;
• prašina koja stalno visi u zraku zbog kontinuiranog rada ventilatora i konvekcije zraka u sobi;
• ovisnost o napajanju (za neprekinuti rad potreban je generator).

Na temperaturama izvan -10 ° C sve djeluje u redu, toplina uzeta s ulice dovoljna je za stvaranje ugodnih uvjeta u kući. Ali s daljnjim hlađenjem, učinkovitost crpke naglo se smanjuje.

Ako je vikendica izgrađena na području s hladnom klimom i jakim mrazima zimi, tada ne možete bez dodatnog kotla ili kamina.

U toploj klimi, zračna toplinska pumpa lako se može nositi sa zadacima grijanja privatne kuće, ali u jakim mrazima dodatni izvor topline neće naštetiti

za oprema za grijanje na zraku takvi se sustavi savršeno uklapaju. Minimalna potrošnja energije, napor instalacije i problemi sa održavanjem. Ali ne mogu zagrijati vodu.Da biste to učinili, morat ćete dodatno instalirati kotao ili se povezati na centralizirane mreže.

Toplinske pumpe zrak-zrak su najbolji način zagrijavanja zgrada izrađenih od drveta ili SIW-a. Takve zgrade imaju male toplotne gubitke, postoji dovoljno obima kapaciteta toplinske pumpe za zrak za njihovo grijanje.

Ljeti se toplinska pumpa zrak-zrak može koristiti za zagrijavanje bazena

Glavne razlike od klima uređaja

Izvana je toplinska pumpa zrak-zrak slična domaćem klima uređaju. Ali ima svoje karakteristične dizajnerske značajke i specifikacije.

Prvi uređaj koristi se kao glavni izvor grijanja, radi tijekom cijele godine. A drugi je više namijenjen hlađenju zraka u ljetnim vrućinama.

Glavna funkcija toplinske pumpe je grijanje. Međutim, mnogi modeli mogu hladiti i sobni zrak. Ali u ovom načinu rada značajno su inferiorniji od klima uređaja u energetskoj učinkovitosti. To je prilično ekstremni slučaj njihove uporabe.

Izgled je da su klima uređaj i klima VT slični, ali imaju potpuno drugačiju svrhu i performanse

S druge strane, mnogi inverterski klima uređaji može zagrijavati unutarnji zrak. Ali istovremeno troše mnogo više toplinskih pumpi. Svaki uređaj ima svoju svrhu.

Uporaba grijača zrak-zrak prvenstveno je prelazak na obnovljive izvore energije.

Ovi su sustavi ekonomski održivi, ​​unatoč velikim početnim ulaganjima. Smanjivanje računa za grijanje otplaćuje sve prethodne troškove.

Odabir i izračun toplinske crpke

Toplinska pumpa zrak-zrak će biti učinkovita samo ako je pravilno odabrana. Potrebno je unaprijed izračunati njegovu snagu, ovisno o kvadraturi kuće. I tek onda pogledajte cijene različitih proizvođača.

U proračunima se koristi koeficijent energetske učinkovitosti COP-a (omjer snage VT i korištene energije).

U „stakleničkim uvjetima“ često doseže 4–5 bodova, a najmoderniji modeli do 7–8. No, kada vanjska temperatura padne na -15–20 ° C, ovaj pokazatelj naglo pada na samo dva.

Toplinska pumpa daje optimalnu produktivnost za grijanje na vanjskim temperaturama od -10 ... + 10 stupnjeva Celzija, tako da s ulice treba do ¾ toplinske energije

u proračun grijanja zraka mora se uzeti u obzir:

• toplinska izolacija i insolacija prostorija;
• područje soba;
• broj stanovnika u vikendici;
• opći klimatski uvjeti područja na kojem stoji kuća.

Za većinu domova potrebno je oko deset kW snage toplinske pumpe na svakih deset četvornih metara. Ali ovdje je sve prilično proizvoljno. Ako su stropovi iznad 2,7 m ili zidovi i prozori slabo izolirani, tada će trebati više topline.

U Aziji i Europi postoje mnogi proizvođači toplinskih pumpi zrak-zrak.

Dobre recenzije imaju sustavi iz Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, prijevoznik, Aertec, Panasonic i Toshiba, Gotovo svi njihovi modeli prilagođeni su domaćim radnim uvjetima i dobro su se pokazali.

Čak se i s padom napona ne prekidaju i nastavljaju raditi ispravno nakon uključivanja struje.

Cijena toplinskih pumpi s zračnim pogonom varira u rasponu od 90 do 450 tisuća rubalja. Ovdje puno ne ovisi samo o kapacitetu jedinice, već i o dodatnoj funkcionalnosti i zemlji proizvođača.

Odvojeni modeli nadopunjuju:

• filteri za čišćenje i dezinfekciju zraka;
• rezervni grijači;
• električni generatori;
• GSM moduli za upravljanje sustavom;
• jonizatori i ozonizatori.

Praksa pokazuje da u mrazima ispod -15 ° C, u prostorijama koje se zagrijavaju samo pumpom za toplinski zrak, postaje hladno. I bez dodatnog grijača, udobnost u sobama iskreno ne miriše.

Međutim, u južnim regijama gdje su takvi mrazi rijetki, VT je prilično učinkovit i opravdava trošeni novac više nego zbog uštede energije.

Domaće iz starog hladnjaka

Prilično je teško sastaviti toplinsku pumpu zrak-zrak iz pojedinih kompresora i kondenzatora vlastitim rukama bez dovoljno specijaliziranog inženjerskog znanja. Ali za malu sobu ili staklenik, možete koristiti stari hladnjak.

Najjednostavnija toplinska pumpa za zrak može se izraditi iz hladnjaka proširivanjem zračnog kanala u nju i objesiti ventilator na stražnju rešetku izmjenjivača topline.

Da biste to učinili, napravite dvije rupe na ulaznim vratima hladnjaka. Kroz prvi će ulični zrak ulaziti u zamrzivač, a kroz drugi donji će se vratiti na ulicu.

Istovremeno će tijekom prolaska kroz unutarnju komoru dati dio topline prisutne u njemu freonu.

Uređaj možete jednostavno rashladiti i u zidu s otvorenim vanjskim vratima i stražnjim izmjenjivačem topline. Ali treba imati na umu da će snaga takvog grijača biti mala, a troši puno električne energije.

Unutarnji zrak zagrijava se iz izmjenjivača topline na stražnjoj strani hladnjaka. Međutim, takva toplinska crpka može raditi samo na vanjskim temperaturama od najmanje plus pet Celzija.

Ovaj je kućni aparat dizajniran samo za unutarnju upotrebu.

U velikoj kućici sustav grijanja zraka morat će biti dopunjen zračnim kanalima koji topli zrak ravnomjerno raspoređuju po prostorijama

Ugradnja toplinske pumpe zrak-zrak je vrlo jednostavna. Potrebno je instalirati vanjske i unutarnje blokove, a zatim ih povezati krugom s rashladnom tekućinom.

Prvi dio sustava instaliran je na ulici: izravno na pročelju, na krovu ili pokraj zgrade. Drugi u kući može se postaviti na strop ili zid.

Preporučuje se postavljanje vanjske jedinice nekoliko metara od ulaza u vikendicu i dalje od prozora, ne zaboravite na buku koju stvara ventilator.

A unutarnja je postavljena tako da se struja toplog zraka iz nje ravnomjerno širi po sobi.

Ako namjeravate grijati kuću s nekoliko prostorija na različitim katovima toplinskom pumpom zrak-zrak, morat ćete opremiti sustav ventilacijskog kanala s prisilnim pražnjenjem.

U tom je slučaju bolje naručiti projekt od kompetentnog inženjera, jer u suprotnom snaga TN neće biti dovoljna za sve prostorije.

Brojilo i zaštitni uređaj moraju izdržati najveća opterećenja koja stvara toplinska pumpa. S oštrim hlađenjem izvan prozora, kompresor počinje trošiti struju mnogo puta više nego inače.

Najbolje je za takav grijač zraka postaviti zasebnu opskrbnu liniju od razvodne ploče.

Posebnu pozornost treba posvetiti ugradnji cijevi za freon. Čak i najmanja strugotina iznutra može oštetiti opremu kompresora.

Ovdje ne možete bez vještina lemljenja bakra. Da bi se izbjegli kasniji problemi s curenjem, rashladno sredstvo za gorivo obično treba povjeriti profesionalcu.

Detaljne upute za izradu toplinske pumpe iz hladnjaka opisane su u ovaj članak.

Zaključci i korisni video na temu

Princip rada podijeljenog sustava split-zrak-zrak:

Zračna toplinska pumpa u sustavu grijanja dvokatne kuće:

Pretvarač klima uređaja ili pumpa toplinskog zraka - što je bolje?

Toplinske pumpe zrak-zrak su vrlo učinkoviti uređaji. Jednostavni su za održavanje, jednostavni za rukovanje i ekonomični.

U prodaji je sada ogroman asortiman sličnih sustava, za bilo koji dom možete odabrati instalaciju grijanja. Potrebno je samo pravilno izračunati njegovu snagu, tada će učinkovito služiti dugi niz godina.

Što mislite o učinkovitosti i izvedivosti uporabe toplinskih pumpi zrak-zrak? Podijelite svoje mišljenje, ostavite povratne informacije o uporabi jedinica i postavite pitanja. Obrazac za komentar nalazi se ispod.