Luft-till-luft värmepump: principen om drift, enhet, val och beräkningar

Vill du utrusta konvektionsvärme i huset, där en luft-till-luft värmepump används för att värma kylvätskan, vilket ger betydande besparingar i värmekostnader? Håller med om att det är nästan gratis att få full uppvärmning i ett företag med varmt vatten - en mycket frestande händelse.

Men du vet inte hur man bygger ett sådant system för att värma lokalerna på ett alternativt sätt och få varmt vatten för hushållens behov?

Vi hjälper till med att hantera den här frågan - artikeln belyser principen om drift och design av pumpen. Energin från ett sådant system måste bara spenderas på kompressorns drift, och huvuddelen av värmen kommer att tas helt enkelt från gatan från atmosfären, för vilken vi fortfarande inte behöver pengar.

Fördelarna med dess implementering i systemet och betydande nackdelar beaktas också. Särskild uppmärksamhet ägnas val och beräkning av pumpen.

Och för älskare att göra allt med sina egna händer, erbjuder vi att bygga en sådan pump på egen hand med improviserade material. Vi tillhandahåller fotografiskt material och videorekommendationer om design och drift av värmepumpen som hjälp.

Luft-till-luft värmepumpskaraktäristik

Varje värmepump avser utrustning från omfattningen av alternativ energi. Han tar luftmassans termiska energi från gatan, från det omgivande utrymmet i rummet, för att värma det med bostads- och icke-bostadsobjekt.

Inga brännbara bränslen används.

Extern värmepump (TH) luft-till-luft liknar en luftkonditioneringsapparat för inverterare, delat system från det externa och interna blocket.

Och enligt handlingsprincipen ser det mer ut som ett kylskåp, det fungerar bara ”vice versa”. Men till skillnad från båda kan denna värmepump både kyla och värma upp luftmassorna i huset.

Värmepumpen tar låg värmeenergi från atmosfären från gatan och värmer rumluften med den till behagliga temperaturer

Funktionsprincip och interna arrangemang

Ett enkelt fysiskt fenomen med termodynamik är hörnstenen i driften av luft-till-luft-värmepumpar - en vätska kyler ytan med vilken den sprids under indunstning. Till exempel visar ånga över en mugg varmt te samma effekt.

Ett vanligt kylskåp fungerar också enligt denna princip. Inuti är det rör genom vilka köldmediet cirkulerar under högt tryck. Det tar värme från insidan av frysen och värms upp något samtidigt.

Sedan överförs den uppsamlade värmen till rumsluften genom en värmeväxlare (galler bakom kylen).

På vintern värmer luft-till-luft värmepumpen rumsluft, och på sommaren kan den kyla den

Och så att kylmediet har svalnat till driftstemperaturer komprimeras i kompressorn. Och för arbetscykeln, freon inuti systemet kompressor-kondensor-förångare ändras ständigt från ett gasformigt till ett flytande tillstånd och vice versa.

Luftvärmepumpen fungerar på exakt samma sätt. Han tar bara värme från gatan och inte från en stängd frys. Även om det är frostigt ute, finns det fortfarande mycket termisk energi i atmosfären.

För att producera värme behöver värmepumpen bara den energi som används på kompressorn. Diagrammet visar i detalj processen för värmeöverföring

Luft-till-luft-värmepumpen består av följande element:

• kompressor;
• Förångare med tryckluftsfläkt;
• expansionsventil;
• kopparrör för att pumpa freon mellan gatan och huset;
• en kondensor med en fläkt för tillförsel av uppvärmd luft till rummet.

De tre första elementen utgör den externa enheten, och den sista hänvisar till insidan av värmepumpen. Värmeisolerade kopparrör är konstruerade för kontinuerlig rörelse av kylvätskan mellan dessa moduler i det delade systemet.

Rörelsen av freon i värmepumpen inträffar i en ond cirkel, vilket resulterar i att den ständigt sammandras och expanderar

Algoritmen för luft-till-luft-värmepumpen är som följer:

1. Gatuluften dras av fläkten in i utomhusenheten och drivs genom fenorna på den yttre förångaren. Freon som cirkulerar genom värmeväxlaren absorberar den termiska energin i den och förvandlas till ett gasformigt tillstånd.
2. Sedan kommer gasen in i kondensorn, där den komprimeras. Och sedan pumpas det genom kopparrör till inomhusenheten.
3. I kondensorn som ligger i huset passerar gasen tillbaka i vätskan och överför värme till inomhusluften.
4. Därefter avluftas överskottstrycket med hjälp av en expansionsventil, och den flytande freonen skickas åter till den primära förångaren.

Temperaturen på freon som kommer in i den externa enheten är alltid lägre än omgivningstemperaturen. Därför tar det alltid värme från atmosfären.

Men nivån på "kylning" av kylvätskan i systemet är konstant, och utetemperaturen fluktuerar ständigt. Av denna anledning, i svår frost, förlorar VT sin effektivitet.

Rörelsecykeln för värmepumpens värmebärare: 1. den komprimeras av kompressorn, 2. kondenseras i värmeväxlaren, medan den avger värme, 3. kommer in i den externa värmeväxlaren i form av vätska, 4. den förångas där, fångar det externa mediets termiska energi under indunstning, 5 återgår till kondensatorn igen

För att öka värmepumpens effekt görs kondensorns och förångarens ytor så stora som möjligt. Och för oavbruten drift på vintern är utomhusvärmeväxlaren utrustad med sitt eget avfrostningssystem.

Fördelar och nackdelar med en luftvärmepump

Varje tekniskt komplexa system har sina egna fördelar och nackdelar. Utdelningar är en sak, men i verkligheten riskerar värmepumpägare att stöta på vissa problem.

Luft-till-luft uppvärmnings- / kylanläggningar är fördelaktiga av flera skäl.

De viktigaste fördelarna inkluderar:

• Mångsidighet. System låter dig värma och kyla rum beroende på syftet med rummet, behov och klimatperioden.
• Miljövänlighet. De gör det möjligt att helt överge förbränningen av naturgas, kol, ved etc., och täppa till den naturliga miljön med förbränningsprodukter.
• Enkel installation. Det är inte svårt att montera ett system med komponenter i fabriksproduktionen. Du kan själv bygga en värmepump med improviserade medel.
• Brandsäkerhet. Processen att generera värme är inte förknippad med användningen av bränsle. Även kränkningar vid installationen kan inte orsaka bränder.
• Ekonomi. De lockas av en hög värmeöverföringskoefficient till minimal kostnad (de producerar 4–5 kW värme per 1 kW förbrukad el). Dessutom lönar de sig snabbt.
• Prisvärd för priset. Kostnaden för fabrikstillverkade system gör att du kan köpa en värmepump för nästan alla. Självgjord installation kommer nästan att vara gratis.
• Bekvämlighet vid drift. Den mest tekniskt sofistikerade enheten i systemet är en kompressor vars underhåll är svårt att hantera. Med en typisk typ av värmepumpar misslyckas sällan kompressorer före tillverkarens utlovade tid.

För organisering av värme i ett rum är tillräckligt installera split systemgenom att hänga en extern modul på fasaden och en konvektor på innerväggen. För att värma flera rum måste utrustas distributionskanalerna för uppvärmd luft.

För varje kilowatt el som förbrukas levererar värmepumpen upp till fem kilowatt termisk energi

All kontroll av luft-till-luft-värmepumpen sker genom integrerad automatisering. Särskild uppmärksamhet kommer inte att ägnas åt drift och konfiguration av detta system. Det är bara nödvändigt att rengöra luftfiltrarna regelbundet och ibland byta ut dem.

Bland de negativa sidorna på värmepumpar är följande:

• om än en liten, men ändå bullrig bakgrund;
• direkt beroende av systemeffektivitet av extern temperatur;
• ökad energiförbrukning under kallt väder på gatan;
• damm som hela tiden hänger i luften på grund av kontinuerlig drift av fläkten och luftkonvektion i rummet;
• beroende av strömförsörjning (för oavbruten drift krävs en generator).

Vid temperaturer utanför -10 ° C fungerar allt bra, värmen från gatan är tillräcklig för att skapa bekväma förhållanden i huset. Men med ytterligare kylning minskar pumpens effektivitet kraftigt.

Om stugan är byggd i ett område med kallt klimat och svår frost på vintern, kan du inte göra utan en extra panna eller öppen spis.

I ett varmt klimat kan en luftvärmepump enkelt klara uppgifterna att värma ett privat hus, men i svåra frost kommer en extra värmekälla inte att skada

för luftuppvärmningsutrustning sådana system passar perfekt. Minsta energiförbrukning, installationsansträngning och underhållsproblem. Men de kan inte värma vattnet.För att göra detta måste du dessutom installera en panna eller ansluta till centraliserade nätverk.

Luft-till-luft-värmepumpar är det bästa sättet att värma byggnader av trä eller SIW. Sådana byggnader har låga värmeförluster, det finns tillräckligt med överflöd av luftvärmepumpskapacitet för deras uppvärmning.

På sommaren kan luft-till-luft-värmepumpen användas för att värma poolvatten

De viktigaste skillnaderna från luftkonditioneringsapparaten

Externt liknar luft-till-luft-värmepumpen en inhemsk luftkonditioneringsapparat. Men det har sina egna distinkta designfunktioner och specifikationer.

Den första enheten används som huvuduppvärmningskälla och arbetar året runt. Och den andra är mer avsedd för kylning av luft i sommarvärmen.

Värmepumpens huvudfunktion är uppvärmning. Många modeller kan dock också kyla rumluften. Men i detta driftsläge är de betydligt lägre än luftkonditioneringsapparaten när det gäller energieffektivitet. Detta är snarare ett extremt fall för deras användning.

I utseende är luftkonditionering och luftventilation likadana, men har ett helt annat syfte och prestanda

Å andra sidan många inverter luftkonditioneringsapparater kan värma inomhusluft. Men samtidigt konsumerar de mycket mer värmepumpar. Varje enhet har sitt eget syfte.

Användningen av luft-till-luftvärmare är främst en övergång till förnybara energikällor.

Dessa system är ekonomiskt hållbara trots stora initiala investeringar. Att minska uppvärmningskostnaderna betalar alla kostnader på förhand.

Val och beräkning av värmepumpen

En luft-till-luft-värmepump är endast effektiv om den är korrekt vald. Det är nödvändigt att beräkna sin effekt i förväg, beroende på husets kvadratur. Och först då titta på priserna från olika tillverkare.

I beräkningarna används COP: s energieffektivitetskoefficient (förhållandet mellan VT: s effekt och den använda energin).

Under ”växthusförhållanden” når det ofta 4–5 poäng och de modernaste modellerna upp till 7–8. Men när utomhustemperaturen sjunker till -15–20 ° C, sjunker denna indikator kraftigt till bara två.

Värmepumpen ger optimal produktivitet för uppvärmning vid utomhustemperaturer -10 ... + 10 grader Celsius, så det tar upp till ¾ värmeenergi från gatan

vid beräkning av luftvärme måste beaktas:

• värmeisolering och isolering av rum;
• rum med rum;
• antal invånare i stugan;
• allmänna klimatförhållanden i det område där huset ligger.

För de flesta bostäder behövs cirka tio kW värmepumpseffekt för varje tio kvadratmeter. Men allt här är ganska godtyckligt. Om tak över 2,7 m eller väggar och fönster är dåligt isolerade, krävs mer värme.

Det finns många tillverkare av luft-till-luft värmepumpar i Asien och Europa.

Bra recensioner har system från Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Carrier, Aertec, Panasonic och Toshiba. Nästan alla deras modeller är anpassade till inhemska driftsförhållanden och har visat sig väl.

Även med spänningsfall faller de inte och fortsätter att fungera ordentligt efter att ha slagit på elen.

Priset på varmluftspumpar med löpande luft varierar i intervallet 90 till 450 tusen rubel. Här beror mycket inte bara på enhetens kapacitet utan också av ytterligare funktionalitet och tillverkningsland.

Separata modeller kompletterar:

• filter för rengöring och desinfektion av luft;
• reservvärmare;
• elektriska generatorer;
• GSM-moduler för att styra systemet;
• jonisatorer och ozoniseringsmedel.

Övningen visar att i frost under -15 ° C i rum som endast värms upp med en värmepump blir det svalt. Och utan extra värmare luktar inte ärendet bekvämt i rummen.

Men i södra regioner där sådana frost är sällsynta är VT ganska effektivt och motiverar pengarna som spenderas mer än på grund av energibesparingar.

Hemlagad från ett gammalt kylskåp

Det är ganska svårt att montera en luft-till-luft värmepump från enskilda kompressorer och kondensatorer med dina egna händer utan tillräckligt specialiserad teknisk kunskap. Men för ett litet rum eller växthus kan du använda det gamla kylskåpet.

Den enklaste luftvärmepumpen kan tillverkas från kylen genom att förlänga en luftkanal i den från gatan och hänga fläkten på den bakre grillen på värmeväxlaren

Gör två hål i ytterdörren till kylen. Genom den första kommer gatuluften in i frysen och genom den andra nedre kommer den att tas tillbaka till gatan.

Samtidigt, under passagen genom den inre kammaren, kommer den att ge en del av värmen som finns i den till freon.

Du kan också helt enkelt kyla maskinen in i väggen med en öppen dörr till utsidan och en värmeväxlare på baksidan av rummet. Men man bör komma ihåg att kraften hos en sådan värmare är liten och den förbrukar mycket el.

Inomluften värms upp från värmeväxlaren på baksidan av kylen. En sådan värmepump kan emellertid endast arbeta vid utomhustemperaturer på minst plus fem Celsius.

Den här hushållsapparaten är endast avsedd för inomhusbruk.

I en stor stuga måste luftvärmesystemet kompletteras med luftkanaler som fördelar varm luft jämnt i hela lokalerna

Installation av en luft-till-luft värmepump är extremt enkel. Det är nödvändigt att installera de externa och interna blocken och sedan ansluta dem tillsammans med en krets med kylvätska.

Den första delen av systemet installeras på gatan: direkt på fasaden, på taket eller bredvid byggnaden. Den andra i huset kan placeras på taket eller väggen.

Det rekommenderas att installera utomhusenheten några meter från ingången till stugan och bort från fönstren, glöm inte av bullret från fläkten.

Och den inre är inställd så att varm luftström från den sprids jämnt över hela rummet.

Om du planerar att värma ett hus med flera rum på olika våningar med en luft-till-luft värmepump, måste du utrusta ventilationssystemet med tvångsladdning.

I det här fallet är det bättre att beställa projektet från en behörig ingenjör, annars kan TN-kraften kanske inte räcka för alla rum.

Mätaren och skyddsanordningen måste motstå de toppbelastningar som skapas av värmepumpen. Med en kraftig kylning utanför fönstret börjar kompressorn förbrukar el många gånger mer än vanligt.

Det är bäst för en sådan luftvärmare att lägga en separat tillförselsledning från fördelningspanelen.

Särskild uppmärksamhet bör ägnas åt installationen av rör för freon. Även de minsta spånen inuti kan skada kompressorutrustningen.

Här kan du inte klara dig utan lödning av koppar. Påfyllning av köldmedium bör i allmänhet anförtros en professionell för att undvika senare problem med dess läckor.

Steg-för-steg-instruktioner för att tillverka en värmepump från kylskåpet beskrivs i den här artikeln.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Funktionsprincipen för det splitta luft-till-luft-split-systemet:

Luftvärmepump i värmesystemet i ett tvåvåningshus:

Luftkonditioneringsomformare eller värmepump - vilket är bättre?

Luft-till-luft-värmepumpar är mycket effektiva enheter. De är lätta att underhålla, enkla att använda och ekonomiska.

Till salu nu finns ett stort sortiment av liknande system, för alla hem kan du välja en värmeinstallation. Det är bara nödvändigt att beräkna sin kraft korrekt, då fungerar det effektivt i många år.

Vad tycker du om effektiviteten och genomförbarheten med att använda luft-till-luft-värmepumpar? Dela din åsikt, lämna feedback om användningen av enheter och ställ frågor. Kommentarformuläret finns nedan.