Воздушные тепловые насосы

Отличия и преимущества теплового насоса типа воздух — вода

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.

Тепловой насос воздух вода

Как работают тепловые насосы воздух вода

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.

Принцип действия теплового насоса воздух-вода

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:

Воздушный тепловой насос

• 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:

Внешний блок теплового насоса воздух-вода

• 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

Обслуживание теплового насоса воздух-вода

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.

Кроме того, производители рекомендуют следить и за датчиками тепла, контролирующими работу управляющего блока. Их нужно протирать, время от времени, очищая от пыли и масляных пятен.

Что такое воздушный тепловой насос – устройство и возможности

Экономичные системы обогрева дома вытесняют традиционные виды отопления с использованием газа, твердого топлива и электричества. Воздушный тепловой насос – это одно из наиболее популярных альтернативных решений.

Что такое воздушный теплонасос

Простейший тепловой насос был спроектирован еще в 1852 году и получил название «умножитель тепла». Лорд Кельвин открыл основополагающие принципы действия, которые легли в основу всего современного отопительного оборудования.

• Любое, даже охлажденное тело, имеет высоко или низко потенциальную энергию. Даже при отрицательной температуре, в воздухе содержится определенное количество тепла. При -15°С, теплее, чем при -25°С. При -5°С, еще больше тепла находится в воздухе. Принцип работы воздушного теплового насоса позволяет извлечь то небольшое количество тепловой энергии, которое остается в зимнее время года и передать его в помещение.

Существует зависимость тепловой мощности воздушно-водяного теплового насоса от температуры наружного воздуха. По этой причине, производители предусматривают подключение к тепловому насосу дополнительного отопительного оборудования, которое компенсирует недостатки тепловой энергии при падении наружной температуры ниже -15°С. Работа в условиях холода продолжается, хотя и с меньшей эффективностью.

Тепловые воздушно-водяные насосы

Бытовые системы теплоснабжения и ГВС, на базе воздушных теплонасосов, очень эффективны для применения в умеренных широтах РФ. Средний СОР (коэффициент преобразования) 3. Получается, что на каждый потраченный 1кВт, приходится 3 кВт продуцируемой тепловой энергии.

• Конденсатор располагают внутри бойлера накопителя, соединенного с системой отопления и ГВС.

Теплонасосы воздушного отопления

Теплонасосы воздушного отопления используются для обогрева отдельных помещений. Принцип работы во многом напоминает тот, что использует тепловентилятор, только функцию греющей спирали играет конденсатор.

1. Установка отдельных независимых обогревателей.

Теплонасосы, отапливающие помещение посредством теплого воздуха, имеют следующие преимущества:

• Максимальный КПД – отсутствие необходимости в предварительном нагреве теплоносителя приводит к более экономичному расходу электроэнергии. Воздух нагревается всего до температуры 20-40°С, а это в свою очередь обеспечивает больший коэффициент СОР, равный 4.

В чем отличие кондиционера и воздушного ТН

Действительно, теплоснабжение помещений воздушными тепловыми насосами в условиях холодного климата во многом напоминает обогрев с помощью обычных кондиционеров. Используются внутренние и внешние блоки, схожего строения. Даже во внутреннем устройстве много похожего. Разница заключается в том, что воздушные ТН внутреннего размещения более эффективны при нагреве, чем при охлаждении, а кондиционеры, наоборот.

Как подобрать воздушный теплонасос

Выбор воздушного ТН не настолько сложен, как может показаться с первого взгляда. При подборе подходящей модели, следует ориентироваться на следующие параметры:

Дополнительно определяют, какой вид котла будет использоваться в качестве резервного источника тепла. Как показывает практика, наиболее популярным остается воздушное отопление с подключением электрического котла, что позволяет полностью обойтись без газа.

Какой марки выбрать теплонасос воздушного типа

Если проанализировать отзывы о воздушных тепловых насосах, достаточно легко определить производителей оборудования, пользующихся наибольшим спросом у отечественного потребителя:

• Stiebel Eltron – немецкая компания, начавшая свой путь с изобретения кипятильника. Со временем, ассортимент продукции постоянно расширялся. На сегодняшний день, Stiebel Eltron является лидером в производстве водонагревательной и отопительной техники. Компания предлагает два вида тепловых насосов: геотермальные и воздушные, работающие на нагрев теплоносителя и воздуха.

Стоимость воздушного ТН с установкой

Дороже всего стоят тепловые насосы, обогревающие помещение посредством теплоносителя. Оборудование обойдется приблизительно от 80 тыс. руб. (производительность 4,5 кВт), до 800 тыс. руб. (18.5 кВт). Тепловые насосы воздушного обогрева, обойдутся от 50 тыс. руб. (на 4 кВт) до 120 тыс. руб. (на 8 кВт).

Плюсы и минусы использования воздушных теплонасосов

Буквально 5 лет назад, отечественный потребитель практически не имел опыта отопления зданий зимой с помощью воздушных тепловых насосов. Приходилось довольствоваться высказываниями и исключительно положительными комментариями, расположенными на сайтах различных производителей техники, что не давало ясное представление о возможностях оборудования. С тех пор появился определенный опыт использования, позволивший выявить не только преимущества, но и недостатки воздушных ТН.

Преимущества

• Преимущества эксплуатации воздушно-водяных тепловых насосов – главным достоинством является полная независимость от газового отопления. В некоторых регионах РФ, только подведение трубопровода к дому, обходится дороже, чем покупка и монтаж теплового насоса. Не требуются разрешения на ввод в эксплуатацию.

Недостатки

• Высокая стоимость оборудования – система, с мощностью, достаточной для обогрева жилого дома, обойдется в 800-1200 тыс. руб., что является неподъемной суммой для большинства покупателей.

Если учесть, что на большинстве территорий РФ средний температурный режим выше, то становится понятным целесообразность данной установки. Оптимальные климатические зоны для использования воздушных отопительных тепловых насосов – это части России с умеренным климатом и средней температурой в зимний период не менее -15°С.

Если сравнивать воздушные ТН и газовое отопление, особенно с учетом того, что последние модели насосного оборудования способны сохранять работоспособность при -32°С, становится очевидным преимущество первых. Теплонасосы экономичны, не нуждаются в разрешении на эксплуатацию, монтируются в течение 1 дня и имеют более высокий КПД, чем газовое оборудование.

Расчет мощности и температуры тёплого водяного пола

Калькулятора выбора мощности отопительного котла

Калькулятор расчета количества секций радиаторов

Калькулятор расчета метража трубы теплого водяного пола

Расчет теплопотерь и производительности котла

Расчет стоимости отопления в зависимости от типа топлива

Калькулятор расчет объема расширительного бака

Калькулятор расчета отопления ПЛЭН и электрокотлом

Расходы на отопление котлом и тепловым насосом

Тепловой насос «воздух-воздух» и его цены

Тепловой насос – это современная модель отопительного устройства. Он отлично прогревает помещение и, по необходимости, кондиционирует воздух. Тепло из окружающей среды направляется агрегатом прямо в помещение.

Тепловые насосы существуют в следующих вариациях:

• грунт-вода (для работы необходим грунтовой зонд);
• вода-вода (требуется скважина или колодец);
• вода-воздух (для действия необходимы специальные зондыколодцы, а также использование воздушной отопительной системы);
• воздух-воздух;

Тепловые насосы класса «воздух-воздух» – это электромеханическая установка, которая прогревает помещение за счет извлечения тепла из окружающей среды, точнее – из воздуха.

Она применяется как в качестве самостоятельного устройства, так и в роли дополнения к уже существующей системе отопления. Особенность воздушного насоса – возможность управлять им через телекоммуникации или Интернет.

Насос «воздух-воздух» имеет в своей системе следующие компоненты:

Внутренний контур насосной установки делится на два сегмента компрессионным устройством и вентилем. Таким образом, создаются зоны с разным уровнем давления. Тепловой насос не производит тепло самостоятельно. Установка совершает отбор и перемещение тепла из внешней среды в помещение.

Что касается работы установки, то в ее основе лежит вещество хладагент. Он закипает и испаряется при очень низких температурах. Помещенный в тепловой насос, хладагент отбирает тепло из внешних воздушных масс и направляет его в помещение.

Цикл преобразования тепловой энергии состоит из таких этапов:

1. Вентилирующее устройство сгоняет воздух извне в специальную камеру. Последняя оснащена испарителем.
2. Хладагент (вещество, помещенное в испаритель) посредством нагрева преобразуется в газ.
3. В газообразном виде элемент переходит в компрессорное устройство. Здесь происходит его дополнительный нагрев под высоким давлением.
4. На этом этапе хладагент попадает в конденсатор. Здесь происходит отбор полученной энергии. Вещество вновь обретает жидкое состояние.
5. Выделенное тепло, при помощи насоса передается в помещение.
6. Хладагент в жидком состоянии вновь перемещается в испаритель.

Существует и другой режим работы воздушного насоса – кондиционирование помещения.

Стоимость агрегата зависит от предпочтений или нужд покупателя.

Важную роль играет также мощность насоса. Высокоэффективные системы обойдутся дороже. Но их стоимость окупится в конечном итоге.

Произведенные модификации тоже увеличивают общую стоимость воздушного насоса.

Ориентировочная цена тепловых насосов «воздух-воздух» будет составлять 90 000 – 350 000 р. и выше.

На стоимость влияет также и то, в какой стране был произведен насос. Их изготовлением занимаются фирмы из разных стран.

Среди известных брендов, занимающихся производством насосов «воздух-воздух»:

• Dimplex, Vaillant, VIessmann, Watercotte,Stiebel eltron (Германия);
• IVT, Mecmaster, Thermia (Швеция);
• Ochsner (Австрия);
• Carrier, Aertec (США);
• PZP Komplet, G-MAR (Чехия);

В магазинах также можно найти продукцию из Китая, Румынии, Южной Кореи или Казахстана.

За этот период производителям удалось выявить различные недочеты установки и устранить их. Воздушные насосы этих брендов работают корректно и имеют высокую продуктивность. Преимущество систем – их полная автоматизация и длительный срок эксплуатации.

Оборудование для системы обогрева

Отопительная система «воздух-воздух» задействует определенное оборудование.

Эти элементы входят в ее комплектацию:

1. Испаритель – служит для прогрева хладагента и превращения его в газ.
2. Компрессор – регулирует давление в контуре системы и необходим для циркуляции хладагента в устройстве.
3. Вентиляторы (осевой и силовой) участвуют в заборе воздуха.
4. Конденсатор – с его помощью происходит обратный переход хладагента в жидкое состояние.
5. Вентиль регулировки температуры.
6. Система управления и автоматика. Выполняет ряд задач по проверке насосной установки.
7. Своевременно дает сигнал о выявленных неисправностях или нарушениях в работе.

В зависимости от того, какие компоненты входят в систему, агрегаты могут иметь дополнительные опции.

Режим отопления с помощью теплового насоса «воздух-воздух»

Эффективность отопления от насоса

Данные установки обладают отличными техническими характеристиками. Агрегаты можно применять для обогрева как отдельных небольших помещений, так и для отопления целого домостроения с обеспечением его горячей водой.

Насосные агрегаты высокоэффективны. Средние показатели работы насоса – на транспортировку 4,5 киловатт тепла, как правило, уходит 1 киловатт электричества. Есть способы повысить производительность воздушного наноса. Для этого на участке между конденсаторным устройством и испарительной камерой устанавливают вспомогательный клапан. Чтобы процесс происходил беспрерывно, в схему насоса можно подключить блок автоматики.

Благодаря широкому выбору насосов всегда можно подобрать устройство необходимой мощности. Это поможет добиться максимальной продуктивности агрегата.

Монтаж насоса экономит средства и время. Он не требует затрат на рытье котлованов, бурение колодцев, проведение сложных линий коммуникаций. Для работы насоса не нужно прокладывать трубопроводы или проводить магистрали от госструктур. Под него не нужно выделять отдельное помещение.

Есть возможность оптимизировать систему. Так, если к устройству подвести солнечную батарею или генератор, то в процессе выработки электричества не будет происходить вредных выбросов.

Оборудование способно вырабатывать тепло даже в условиях очень низких температур. Однако его эффективность будет на порядок ниже.

Достоинства и недостатки

Воздушный насос удобное и производительное оборудование. Он отлично справляется со своим основным предназначением.

Насос «воздух-воздух» имеет следующие преимущества:

1. Привлекательная цена.
2. Высокая продуктивность.
3. Возможность использования вне зависимости от региона или климатической зоны.
4. При отсутствии электричества насос может работать от двигателя.
5. Универсальность – агрегаты не только обогревают, но и кондиционируют.
6. Безопасность – устройства работают без использования топлива или горючих смесей. Это делает их более надежными. Нет риска взрывов или пожаров.
7. Высокий уровень экологичности – устройство не выделяет вредных веществ, так как работает на электричестве.
8. Насосный агрегат не требует дополнительного оборудования.
9. Прост в эксплуатации – весь процесс автоматизирован. Работа отслеживается встроенными датчиками.
10. Установка компактна и не нарушает дизайн комнаты.
11. Низкое энергопотребление.
12. Бесшумность работы.

1. Зависимость от внешней среды. Температура извне оказывает влияние на процесс прогрева.
2. Габариты устройства не всегда позволяют корректно справиться с обогревом всего помещения. Поэтому для больших пространств может потребоваться несколько установок.
3. При перекачке воздуха вместе с ним перемещается значительное количество пыли.
4. Насос нельзя применять, если в помещении пребывают дети. Пыль, переносимая устройством вместе с воздухом, может нанести вред их здоровью, вызвав аллергическую реакцию.
5. Затрата на электроэнергию. Так, при — 10 градусов и ниже расход электричества возрастает.

Как выбрать тепловой насос «воздух-воздух»?

При покупке устройства следует делать расчет на бесперебойную работу устройства при его максимальной продуктивности.

Выбирать устройство следует исходя из расчета:

• обогреваемой площади помещения;
• количества постояльцев;
• назначения насоса;

Если вы некорректно определите необходимые размеры устройства, это сделает работу агрегата менее продуктивной. Так, слишком большой насос «воздух-воздух» быстро придет в износ, работая в небольшом помещении. Его эффективность тоже окажется невелика.

Для корректного выбора воздушного насоса нужно сделать предварительный расчет отопительной нагрузки на него.

• параметры помещения;
• уровень изоляции комнаты;
• солнечную радиацию;
• общие климатические условия региона;
• предполагаемый уровень нагрузки;

Насос «воздух-воздух» должен соответствовать и такому критерию, как работа при неидеальных параметрах. Они могут быть вызваны неправильным расчетом источника тепла или поломкой. Агрегат должен иметь необходимый уровень защиты, чтобы быть устойчивым и продолжать работу при ошибках монтажа/эксплуатации.

Насос типа «воздух-воздух» – высокофункциональное и эффективное устройство. Он очень удобен в эксплуатации. Большим плюсом является его экономичность при значительной продуктивности. Существует огромный ассортимент этих агрегатов. Воздушные насосы представлены различными мировыми брендами.

Они различаются по мощности, модификации. При выборе насоса нужно обращать внимание на его предназначение, параметры помещения, которое вы собираетесь отапливать. Грамотно подобранный насос будет служить долго и эффективно.

Тепловые насосы воздух – вода от Mitsubishi Heavy Industries

Тепловой насос воздух-вода или тепловой кондиционер – новейшая система рециркуляции энергии, снижающая воздействие на окружающую среду благодаря повторному использованию тепла.

Оборудование предназначено для нагрева или охлаждения воды, которая может использоваться для нагрева/охлаждения воздуха в помещении (циркулируя через фанкойлы (вентиляторные доводчики), систему конвекторов, холодных потолков или теплых полов) и в санитарно-гигиенических целях.

Тепловые насосы воздух-вода нашли широкое применение в Европе в основном для отопления и снабжения помещений горячей водой. Они стали популярны благодаря таким качествам, как высокая энергоэффективность, универсальность использования, а также относительная простота и дешевизна установки. В России данные системы распространены не столь широко, в основном из-за одного ограничения: интервал допустимых температур наружного воздуха ограничен.

Воздушные тепловые насосы максимально эффективны как системы отопления при температурах, приближающихся к 0 °C. При падении ниже данной отметки эффективность снижается. Другой фактор, останавливающий широкое применение тепловых насосов в России, – это меньшая эффективность для охлаждения воздуха (по сравнению с традиционными сплит-системами).

Проведя дополнительные исследования и тесты, обобщив опыт эксплуатации воздушных тепловых насосов в странах Северной Европы, концерн Mitsubishi Heavy Industries доработал продукты и с 2011 года поставляет на российский рынок усовершенствованное оборудование серии A2W. Тепловые насосы этой линейки могут работать при температуре наружного воздуха до -20 °C, эффективно обеспечивая отопление, снабжение горячей водой и охлаждение воздуха, потребляя приемлемое количество энергии.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ

Воздушные тепловые насосы от компании Mitsubishi Heavy Industries имеют 3 режима работы.

• Охлаждение. Оно выполняется по прямому циклу, причем теплообменник во внутреннем блоке функционирует и как испаритель. Он охлаждает воду, а затем она поступает в вентиляторные доводчики или т. п. При этом циркуляционный насос работает непрерывно.
• Обогрев. Как конденсатор теплообменник работает по обратному циклу. В процессе циркуляции по контуру вода нагревается и передается в вентиляторные доводчики, систему радиаторов и теплых полов. Функционирование теплового насоса при этом также непрерывно.
• Подготовка горячей жидкости. Теплообменник во внутреннем блоке работает как конденсатор (по обратному циклу). Нагреву подлежит вода в контуре, она накапливается в баке-аккумуляторе и используется людьми для бытовых нужд. Циркуляционный насос включается при необходимости.

ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

• Экономия энергии. Воздушные насосы вырабатывают 4,44 кВт тепловой энергии на каждый киловатт электроэнергии. При этом система эффективнее прочих традиционных способов нагрева воды.
• Безопасность для окружающей среды. Производитель позаботился о том, чтобы энергия теплового насоса воздух-вода использовалась эффективно, а оборудование при эксплуатации не причиняло вреда озоновому слою.
• Высокотехнологичные решения. Тепловой насос Mitsubishi Heavy Industries изготовлен с применением уникальных научных технологий компании. Серия A2W – это действительно инновационные системы, появившиеся благодаря использованию высоких технологий MHI.

Дополнительную информацию о тепловых насосах Mitsubishi Heavy Industries можно получить на нашем сайте в соответствующем разделе Каталога. Узнать подробности про приобретение кондиционеров оптом можно по телефону в Москве +7 (495) 937-72-20 .

Тепловой насос воздух-воздух: принцип действия и правила сооружения

Конвекторное отопление — давно опробованный способ альтернативного обогрева помещений. А если для нагрева теплоносителя используется тепловой насос «воздух-воздух», то оно становится и достаточно экономичным.

Энергию в этой системе приходится тратить только на работу компрессора, основной объем тепла берется просто с улицы из атмосферы. А за уличный воздух у нас пока денег не требуют.

Характеристика теплового насоса воздух-воздух

Любой теплонасос относится к оборудованию из сферы альтернативной энергетики. 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, сплит-систему 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 компрессор-конденсатор-испаритель 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.

Состоит тепловой насос воздух-воздух из:

• испарителя с вентилятором принудительного обдува;

• 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:

1. 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.

2. Далее газ попадает в конденсатор, где сжимается. А потом он перекачивается по медным трубам во внутренний блок.

3. В расположенном в доме конденсаторе газ переходит обратно в жидкость, передавая тепло внутрикомнатному воздуху.

4. 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.

Чтобы увеличить мощность теплонасоса, поверхности конденсатора и испарителя делаются максимально большими. А для бесперебойности работы в зимний период наружный теплообменник оснащается собственной системой оттаивания.

Плюсы и минусы воздушного теплонасоса

У каждой технически сложной системы имеются свои достоинства и недостатки. Рекламные проспекты это одно, а в реальности владельцы тепловых насосов рискуют столкнуться с определенными проблемами.

Установки обогрева/охлаждения типа «воздух-воздух» выгодны, потому что:

• Универсальны. Системы позволяют отапливать и остужать помещения в зависимости от назначения помещения, потребностей и от климатического сезона.
• Экологичны. Дают возможность полностью отказаться от сжигания природного газа, угля, дров и т.п., засоряющих природную среду продуктами горения.
• Предельно просты в монтаже. Собрать систему из составляющих заводского производства не составит труда. Можно собственноручно соорудить тепловой насос из подручных средств.
• Пожаробезопасны. Процесс получения тепла не связан с применением горючего. Даже нарушения в работе установки не смогут повлечь возгораний.
• Экономичны. Привлекают высоким коэффициентом теплоотдачи при минимальных затратах (на потребленный 1 кВт электроэнергии они выдают 4–5 кВт тепла). К тому же, быстро окупаются.
• Доступны по цене. Стоимость систем заводского изготовления позволяет приобрести тепловой насос практически всем желающим. Собственноручно изготовленная установка будет практически бесплатной.
• Удобны в 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 установить сплит-систему, 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 минус 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.

Для воздушного обогрева 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.

С другой стороны и многие инверторные кондиционеры 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 минус 15–20 С этот показатель резко падает всего лишь до двойки.

В расчетах необходимо учесть:

• теплоизоляцию и инсоляцию помещений;

• 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 метра 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 дополняются:

• фильтрами очистки и обеззараживания воздуха;

• 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.

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.

Наружный блок рекомендуется монтировать в нескольких метрах от входа в коттедж и подальше от окон, не стоит забывать о производимом вентилятором шуме. 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 хладона вообще стоит доверить профессионалу, чтобы избежать потом проблем с его утечками.

Принцип работы тепловой сплит-системы «воздух-воздух»:

Воздушный тепловой насос в системе отопления двухэтажного дома:

Кондиционер-инвертор или тепловой воздушный насос — что лучше?

Работающие по принципу «воздух-воздух» тепловые насосы являются высокоэффективными устройствами. Они просты в обслуживании, удобны в эксплуатации и экономичны. 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.