Tepelné čerpadlo vzduch - vzduch: princíp činnosti, zariadenie, výber a výpočty

Chcete vybaviť konvekčné vykurovanie v dome, kde sa na vykurovanie chladiva používa tepelné čerpadlo vzduch / vzduch, čo poskytuje značné úspory nákladov na vykurovanie? Súhlasíte s tým, že úplné vykurovanie v spoločnosti s teplou vodou je takmer zadarmo - veľmi lákavá udalosť.

Neviete však, ako vybudovať takýto systém, aby ste vykurovali priestory alternatívnym spôsobom a získali teplú vodu pre domáce potreby?

Pomôžeme s riešením tohto problému - článok vyzdvihuje princíp činnosti a konštrukciu čerpadla. Energia takéhoto systému sa bude musieť minúť iba na prevádzku kompresora a veľká časť tepla sa odoberie jednoducho z ulice z atmosféry, na ktorú stále nepotrebujeme peniaze.

Zohľadňujú sa aj výhody jeho zavedenia do systému a významné nevýhody. Osobitná pozornosť sa venuje výberu a výpočtu čerpadla.

A aby milovníci robili všetko vlastnými rukami, ponúkame vám zostavenie takejto pumpy sami pomocou improvizovaných materiálov. Poskytujeme fotografické materiály a video odporúčania o návrhu a prevádzke tepelného vzduchového čerpadla na pomoc.

Charakteristika tepelného čerpadla vzduch-vzduch

Každé tepelné čerpadlo sa vzťahuje na zariadenie z rozsahu pôsobnosti alternatívna energia, Odoberá tepelnú energiu vzdušných hmôt na ulici, z okolitého priestoru v miestnosti, aby ju zahrial obytnými a neobytnými objektmi.

Nepoužívajú sa žiadne horľavé palivá.

Externé tepelné čerpadlo (TH) vzduch-vzduch je podobný invertorovému klimatizačnému zariadeniu, rozdelený systém z vonkajšieho a vnútorného bloku.

A podľa princípu činnosti vyzerá skôr ako chladnička, pôsobí iba „naopak“. Na rozdiel od oboch je však toto tepelné čerpadlo schopné chladiť aj ohrievať vzduchové hmoty v dome.

Tepelné čerpadlo odoberá nízku tepelnú energiu z atmosféry z ulice a ohrieva s ňou vzduch v miestnosti na príjemnú teplotu

Princíp činnosti a vnútorné usporiadanie

Jednoduchý fyzikálny jav termodynamiky je základným kameňom činnosti tepelných čerpadiel vzduch-vzduch - kvapalina ochladzuje povrch, s ktorým je rozptýlená počas odparovania. Napríklad para nad hrnčekom horúceho čaju vykazuje rovnaký účinok.

Na tomto princípe pracuje aj bežná chladnička. Vo vnútri sú rúrky, ktorými chladivo cirkuluje pod vysokým tlakom. Z vnútornej strany mrazničky je potrebné teplo a súčasne sa mierne zahrieva.

Zhromaždené teplo sa potom prenáša do miestnosti vzduchom cez výmenník tepla (mriežky za chladničkou).

V zime tepelné čerpadlo vzduch-vzduch ohrieva vzduch v miestnosti av lete ho môže ochladiť

A tak, aby chladivo po ochladení na prevádzkové teploty bolo stlačené v kompresore. A pre cyklus práce, freón vo vnútri systému kompresor kondenzátor, výparník neustále sa mení z plynného stavu na kvapalný a naopak.

Tepelné čerpadlo vzduchu pracuje presne rovnakým spôsobom. Teplo berie iba z ulice a nie z uzavretej mrazničky. Aj keď je vonku mrazivý, v atmosfére je stále veľa tepelnej energie.

Na výrobu tepla potrebuje tepelné čerpadlo iba energiu spotrebovanú na kompresor. Diagram podrobne ukazuje proces prenosu tepla

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch pozostáva z nasledujúcich prvkov:

• kompresor;
• Výparník s núteným dúchadlom vzduchu;
• expanzný ventil;
• medené rúry na čerpanie freónu medzi ulicou a domom;
• kondenzátor s ventilátorom na prívod horúceho vzduchu do miestnosti.

Prvé tri prvky tvoria vonkajšiu jednotku a posledný sa týka vnútornej časti tepelného čerpadla. Tepelne izolované medené rúrky sú určené na nepretržitý pohyb chladiacej kvapaliny medzi týmito modulmi deliaceho systému.

Pohyb freónu v tepelnom čerpadle nastáva v začarovanom kruhu, v dôsledku ktorého sa neustále sťahuje a rozširuje

Algoritmus činnosti tepelného čerpadla vzduch-vzduch je nasledujúci:

1. Vzduch v ulici je nasávaný ventilátorom do vonkajšej jednotky a je poháňaný rebrami vonkajšieho výparníka. Freón cirkulujúci cez výmenník tepla absorbuje tepelnú energiu v ňom a mení sa na plynný stav.
2. Potom plyn vstupuje do kondenzátora, kde je stlačený. A potom sa čerpá medenými rúrami do vnútornej jednotky.
3. V kondenzátore umiestnenom v dome plyn prechádza späť do kvapaliny a prenáša teplo do vnútorného vzduchu.
4. Potom sa pretlak odvádza pomocou expanzného ventilu a kvapalný freón sa opäť posiela do primárneho odparovača.

Teplota freónu vstupujúceho do externej jednotky je vždy nižšia ako teplota okolia. Preto vždy berie teplo z atmosféry.

Úroveň „chladenia“ chladiacej kvapaliny v systéme je však konštantná a vonkajšia teplota neustále kolíše. Z tohto dôvodu pri silných mrazoch stráca VT svoju účinnosť.

Cyklus pohybu tepelného nosiča vzduchového vzduchového tepelného čerpadla: 1. je stlačený kompresorom, 2. kondenzuje v tepelnom výmenníku, zatiaľ čo odovzdáva teplo, 3. vstupuje do vonkajšieho tepelného výmenníka vo forme kvapaliny, 4. tam sa odparuje a zachytáva tepelnú energiu vonkajšieho média počas odparovania, 5 znovu sa vracia do kondenzátora

Aby sa zvýšil výkon tepelného čerpadla, sú povrchy kondenzátora a výparníka čo najväčšie. A pre nepretržitú prevádzku v zime je vonkajší výmenník tepla vybavený vlastným odmrazovacím systémom.

Výhody a nevýhody vzduchového tepelného čerpadla

Každý technicky zložitý systém má svoje výhody a nevýhody. Letáky sú jedna vec, ale v skutočnosti vlastníci tepelných čerpadiel riskujú, že sa stretnú s určitými problémami.

Zariadenia na vykurovanie / chladenie vzduch-vzduch sú výhodné z mnohých dôvodov.

Medzi hlavné výhody patrí:

• Univerzálnosť. Systémy vám umožňujú vykurovať a chladiť miestnosti v závislosti od účelu miestnosti, potrieb a klimatickej sezóny.
• Šetrnosť k životnému prostrediu. Umožňujú úplne upustiť od spaľovania zemného plynu, uhlia, palivového dreva atď., Pričom upchávajú prírodné prostredie produktmi spaľovania.
• Jednoduchá inštalácia. Zostavenie systému komponentov výrobnej výroby nie je náročné. Tepelné čerpadlo si môžete zostaviť z improvizovaných prostriedkov.
• Požiarna bezpečnosť. Proces výroby tepla nie je spojený s použitím paliva. Požiare nemôžu spôsobiť ani porušenia pri prevádzke zariadenia.
• Economy. Priťahuje ich vysoký koeficient prestupu tepla pri minimálnych nákladoch (vyprodukujú 4–5 kW tepla na 1 kW spotrebovanej elektriny). Okrem toho sa rýchlo vyplácajú.
• Cenovo dostupné. Náklady na systémy vyrábané vo výrobe vám umožňujú kúpiť tepelné čerpadlo pre takmer každého. Vlastná inštalácia bude takmer zadarmo.
• Pohodlie obsluhy. Naj technicky dokonalejším zariadením v systéme je kompresor, ktorého údržbu je ťažké zvládnuť. Pri zaťažení typickom pre tepelné čerpadlá kompresory zriedka zlyhajú pred sľúbeným časom výrobcu.

Na organizáciu vykurovania stačí jedna miestnosť nainštalovať rozdelený systémzavesením externého modulu na fasádu a konvektorom na vnútornej stene. Na vykurovanie niekoľkých miestností bude potrebné vybaviť rozvody ohriateho vzduchu.

Tepelné čerpadlo dodáva na každú spotrebovanú elektrickú energiu až päť kilowattov tepelnej energie

Celé riadenie tepelného čerpadla vzduch-vzduch sa vykonáva pomocou integrovanej automatizácie. Osobitná pozornosť sa nebude venovať prevádzke a konfigurácii tohto systému. Vzduchové filtre bude potrebné čistiť iba pravidelne a niekedy ich vymieňať.

Medzi negatívne stránky tepelných čerpadiel patria:

• hoci mierne, ale stále hlučné pozadie;
• priama závislosť účinnosti systému od vonkajšej teploty;
• zvýšená spotreba energie počas chladného počasia na ulici;
• prach neustále visiaci vo vzduchu v dôsledku nepretržitej činnosti ventilátora a prúdenia vzduchu v miestnosti;
• závislosť od napájania (pre nepretržitú prevádzku je potrebný generátor).

Pri teplotách mimo -10 ° C všetko funguje dobre, teplo z ulice postačuje na vytvorenie pohodlných podmienok v dome. Pri ďalšom chladení však účinnosť rezania čerpadla klesá.

Ak je chata postavená v oblasti s chladným podnebím a silnými mrazmi v zime, nemôžete sa vyhnúť bez ďalšieho kotla alebo krbu.

V teplom podnebí sa vzduchové tepelné čerpadlo môže ľahko vyrovnať s úlohami vykurovania súkromného domu, ale pri silných mrazoch ďalší zdroj tepla nepoškodí

pre ohrievacie zariadenie vzduchu takéto systémy sa perfektne hodia. Minimálna spotreba energie, inštalačné úsilie a problémy s údržbou. Ale nemôžu zohriať vodu.Aby ste to mohli urobiť, musíte dodatočne nainštalovať kotol alebo sa pripojiť k centralizovaným sieťam.

Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch sú najlepším spôsobom, ako vykurovať budovy vyrobené z dreva alebo SIW. Takéto budovy majú malé tepelné straty, na ich vykurovanie je dostatok kapacít vzduchového tepelného čerpadla.

V lete je možné tepelné čerpadlo vzduch-vzduch použiť na ohrev vody v bazéne

Hlavné rozdiely oproti klimatizačnému zariadeniu

Externe je tepelné čerpadlo vzduch-vzduch podobné domácemu klimatizačnému zariadeniu. Má však svoje charakteristické charakteristické vlastnosti a špecifikácie.

Prvé zariadenie sa používa ako hlavný zdroj vykurovania celoročne. A druhý je určený skôr na chladenie vzduchu v lete.

Hlavnou funkciou tepelného čerpadla je vykurovanie. Mnoho modelov však môže chladiť aj vzduch v miestnosti. Ale v tomto režime prevádzky sú z hľadiska energetickej účinnosti výrazne nižšie ako klimatizácia. Toto je skôr extrémny prípad ich použitia.

Vzhľad, klimatizácia a klimatizácia VT sú podobné, ale majú úplne iný účel a výkon

Na druhej strane veľa meniče klimatizácie môže ohriať vnútorný vzduch. Zároveň však spotrebúvajú oveľa viac tepelných čerpadiel. Každé zariadenie má svoj vlastný účel.

Použitie ohrievačov vzduch-vzduch je predovšetkým prechod na obnoviteľné zdroje energie.

Tieto systémy sú ekonomicky životaschopné napriek veľkým počiatočným investíciám. Zníženie poplatkov za vykurovanie sa vypláca všetky počiatočné náklady.

Výber a výpočet tepelného čerpadla

Tepelné čerpadlo vzduch-vzduch bude účinné, iba ak bude správne zvolené. Jeho výkon je potrebné vypočítať vopred, v závislosti od kvadratúry domu. A až potom sa pozrite na ceny rôznych výrobcov.

Pri výpočtoch sa používa koeficient energetickej účinnosti COP (pomer výkonu VT k spotrebovanej energii).

V „skleníkových podmienkach“ často dosahuje 4–5 bodov a najmodernejšie modely až 7–8. Ak však vonkajšia teplota klesne na -15–20 ° С, tento indikátor prudko klesne na iba dve.

Tepelné čerpadlo poskytuje optimálnu produktivitu pre vykurovanie pri vonkajšej teplote -10 ... + 10 stupňov Celzia, takže z ulice zaberá až ¾ tepelnej energie

na výpočet ohrevu vzduchu musí sa zohľadniť:

• tepelná izolácia a izolácia miestností;
• plocha izieb;
• počet obyvateľov v chate;
• všeobecné klimatické podmienky oblasti, v ktorej dom stojí.

Pre väčšinu domácností je potrebných desať kW energie tepelného čerpadla na každých desať metrov štvorcových. Ale všetko tu je skôr svojvoľné. Ak sú stropy nad 2,7 m alebo steny a okná zle izolované, bude potrebné viac tepla.

V Ázii a Európe existuje mnoho výrobcov tepelných čerpadiel vzduch-vzduch.

Dobré recenzie majú systémy od Daikin, dimplex, Hitachi, Vaillant, mitsubishi, Fujitsu, dopravcu, Aertec, Panasonic a toshiba, Takmer všetky ich modely sú prispôsobené domácim prevádzkovým podmienkam a osvedčili sa.

Aj pri poklese napätia sa nerozbijú a po zapnutí elektriny naďalej správne fungujú.

Cena tepelných čerpadiel na bežiaci vzduch sa pohybuje v rozmedzí od 90 do 450 tisíc rubľov. Tu veľa záleží nielen na kapacite jednotky, ale aj na dodatočnej funkčnosti a krajine výroby.

Doplňte samostatné modely:

• filtre na čistenie a dezinfekciu vzduchu;
• záložné ohrievače;
• elektrické generátory;
• GSM moduly na ovládanie systému;
• ionizátory a ozonizátory.

Prax ukazuje, že v mraze pod -15 ° C v miestnostiach vykurovaných iba tepelným vzduchovým čerpadlom sa ochladí. A bez prídavného kúrenia, pohodlie v izbách úprimne necíti.

Avšak v južných oblastiach, kde sú takéto mrazy zriedkavé, je KT pomerne účinná a zdôvodňuje vynaložené peniaze viac ako v dôsledku úspor energie.

Domáce zo starej chladničky

Je dosť zložité zostaviť tepelné čerpadlo vzduch-vzduch z jednotlivých kompresorov a kondenzátorov vlastnými rukami bez toho, aby ste mali dostatočné odborné znalosti. Ale pre malú izbu alebo skleník môžete použiť starú chladničku.

Najjednoduchšie vzduchové tepelné čerpadlo sa dá vyrobiť z chladničky predĺžením vzduchového potrubia do ulice z ulice a zavesením ventilátora na zadnú mriežku výmenníka tepla.

Za týmto účelom urobte dva otvory v predných dverách chladničky. Prostredníctvom prvého bude do mrazničky vstupovať pouličný vzduch a cez druhý dolný bude privádzaný späť na ulicu.

Zároveň počas priechodu vnútornou komorou uvoľní časť tepla prítomného v nej freónu.

Môžete tiež jednoducho schladiť stroj do steny s otvorenými dverami zvonka a výmenníkom tepla vzadu do miestnosti. Malo by sa však pamätať na to, že výkon takéhoto ohrievača bude malý a spotrebuje veľa elektriny.

Vnútorný vzduch sa ohrieva z výmenníka tepla na zadnej strane chladničky. Takéto tepelné čerpadlo je však schopné prevádzky iba pri vonkajších teplotách najmenej plus päť stupňov Celzia.

Tento domáci spotrebič je určený iba na použitie v interiéri.

Vo veľkej chate bude musieť byť systém vykurovania vzduchu doplnený vzduchovými kanálmi, ktoré rovnomerne distribuujú teplý vzduch v celom objekte.

Inštalácia tepelného čerpadla vzduch-vzduch je veľmi jednoduchá. Je potrebné nainštalovať vonkajšie a vnútorné bloky a potom ich spojiť pomocou obvodu s chladiacou látkou.

Prvá časť systému je nainštalovaná na ulici: priamo na fasáde, na streche alebo vedľa budovy. Druhé v dome je možné umiestniť na strop alebo stenu.

Odporúčame inštalovať vonkajšiu jednotku pár metrov od vchodu do chaty a od okien, nezabudnite na hluk spôsobený ventilátorom.

A vnútorný je nastavený tak, že prúd teplého vzduchu z neho sa rovnomerne šíri po celej miestnosti.

Ak plánujete vykurovať dom niekoľkými miestnosťami na rôznych podlažiach tepelným čerpadlom vzduch-vzduch, budete musieť vybaviť systém vetrania potrubím núteným vypúšťaním.

V takom prípade je lepšie objednať projekt od kompetentného inžiniera, inak nemusí byť výkon TN dostatočný pre všetky miestnosti.

Vodomer a ochranné zariadenie musia odolať špičkovým zaťaženiam spôsobeným tepelným čerpadlom. Pri prudkom ochladení mimo okna začne kompresor spotrebovávať elektrinu mnohokrát viac, ako je obvyklé.

Najlepšie je, aby taký ohrievač vzduchu položil oddelené prívodné vedenie od rozvádzača.

Osobitná pozornosť by sa mala venovať inštalácii skúmaviek na freón. Kompresorové zariadenie môže poškodiť aj najmenšie triesky vo vnútri.

Tu sa nezaobídete bez zručnosti spájkovania medi. Tankovanie chladiva by sa malo vo všeobecnosti zveriť odborníkom, aby sa predišlo neskorším problémom s jeho únikom.

Podrobné pokyny na výrobu tepelného čerpadla z chladničky sú opísané v časti tento článok.

Závery a užitočné video na túto tému

Princíp fungovania splitového systému vzduch-vzduch:

Tepelné čerpadlo vzduchu vo vykurovacom systéme dvojposchodového domu:

Menič klimatizácie alebo tepelné čerpadlo - čo je lepšie?

Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch sú vysoko efektívne zariadenia. Sú ľahko udržiavateľné, ľahko ovládateľné a hospodárne.

V súčasnosti je v predaji obrovský sortiment podobných systémov, pre každý dom si môžete zvoliť vykurovacie zariadenie. Je len potrebné správne vypočítať jeho silu, potom bude skutočne slúžiť mnoho rokov.

Čo si myslíte o efektívnosti a uskutočniteľnosti použitia tepelných čerpadiel vzduch-vzduch? Podeľte sa o svoj názor, zanechajte odozvu na používanie jednotiek a položte otázky. Formulár pre komentár sa nachádza nižšie.