Тепловые насосы воздух-воздух: устройство, применение, цена

Принцип работы теплового насосаТепловой насос был изобретён в середине XX-го века, а теоретические основы его работы были заложены за сто лет до этого. В странах, где вопросы энергосбережения и экологии вошли в частную жизнь, применение таких систем поддерживается законодательно и перестало быть экзотикой. Отечественным застройщикам и специалистам по отоплению здесь непривычно всё: принцип работы, эффективность и экономическая обоснованность применения в суровом климате.

На основе законов термодинамики

Тепловые насосы воздух - воздух - как холодильники и кондиционеры - используют выделение или поглощение теплоты рабочим веществом, называемым холодильным агентом, при переходе из жидкого состояния в газообразное (кипение) и наоборот (конденсация). Эти процессы проходят в специальных устройствах: испарителе и конденсаторе, встроенные в состав двух технологических контуров холодильного и климатического оборудования для дома.

Основной вид хладагента в таких агрегатах - фреон - углеводородистое соединение на основе метана или этана, содержащее атомы фтора, хлора или брома. В отечественной практике такие вещества принято называть хладонами. Низкая температура кипения позволяет хладагенту реагировать на незначительное тепло, содержащиеся в окружающей среде в низкопотенциальных источниках. В зависимости от среды, откуда берётся тепловая энергия для контура с испарителем, и вида теплоносителя, излучающего тепло для отопления дома, различают несколько типов теплового насоса:

  • грунт — вода;
  • вода — вода;
  • воздух — вода;
  • воздух — воздух.

Обогреватели последнего вида - самые экономичные.

Рабочий цикл и устройство насоса воздух — воздух

Как устроен тепловой насосПроцесс начинается с нагнетания наружного воздуха в камеру испарителя. Хладагент забирает из него тепло и переходит в газообразное состояние. С помощью компрессора создаётся давление, при котором температура газа возрастает до 60 ⁰ C. Хладагент поступает в конденсатор, где он осаждается в жидкость, отдавая тепло воздуху, подаваемому в помещения. Жидкий хладагент возвращается в первый контур с испарителем.

Для повышения эффективности работы воздушного теплового насоса устанавливается дроссельный клапан между конденсатором и испарителем. Он исключает движение газа в обратном направлении. Для тепла монтируется система воздуховодов с решётками или отдельные тепловентиляторы. В зависимости от проекта применяется два типа отопительной системы. К наружному блоку подключается или один внутренний, или несколько, каждый со своим блоком управления и специфическими характеристиками теплоотдачи для данного помещения.

Комплектация подобного устройства дополняется автоматическими системами контроля температуры и давления. В самых современных тепловых насосах применяется функция удалённого управления через интернет.

Преимущества

  • Простота и экономичность монтажа: не требуются объёмные земляные или буровые работы (как при использовании тепла грунта). Срок окупаемости ниже, чем у других видов тепловых насосов - от 5 лет.
  • Эффективен для любой климатической зоны.
  • Возможно применение в качестве дополнительной системы отопления в готовом доме - стоимость расходов на отопление снижается кардинально.
  • Высокий КПД. На 1 кВт затраченной электроэнергии приходится до 5 кВт выработанной тепловой энергии.
  • Малое потребление электроэнергии.
  • Полная пожаро- и взрывобезопасность.
  • Компактные размеры основных устройств, бесшумность работы.
  • В летний период применяется для кондиционирования помещений. Есть агрегаты с функциями осушения и увлажнения.

Минусы

  • Энергоэффективность теплового насоса резко падает при температуре на улице ниже -15 ⁰ C.
  • Требуются повышенные меры по теплоизоляции здания.
  • Насос данного типа трудно использовать без дополнительных затрат для обеспечения ГВС.
  • Может способствовать перемещению частиц пыли, вызывая аллергию

Насосы системы воздух - воздух: модели и цены

Производитель Модель Особенности Цена, рубли
Toschiba RAS-07PKVP Фильтрация и ионизация воздуха, площадь обогрева - 40 м2, внутренний блок: 295х790х242 мм; наружный блок: 550х780х290 мм 53500
Goodman Наружный блок CPKF4B-50 Низкая шумность, подача воздуха вверх, теплообменник из меди, производительность по теплу 13,7 кВт 176000
Внутренний блок CAPF 4860 C6. Высококачественная сталь, пластиковые поддоны для сбора конденсата, съёмная панель 65000
General ASHG09 Nordik Протестировано до - 30⁰ C , сверхтихий режим работы, дезодорирующие фильтры, площадь обогрева 50 м2 71920
Watercott Basic Line BM 7010 Моноблок, низкое потребление энергии, специальная звукоизоляция, не содержащий хлора хладагент 360380
Daikin Nexura Стильный дизайн, напольный, настенный или встроенный внутренний блок, энергоэффективность до 400% 142490
Mitsubishi Zubadan Muz – FH50VEHZ Эффективен при диапазоне наружных температур от -25⁰ C до +24⁰ C , быстрое оттаивание внешнего блока 229 830

Тепловой насос воздух-воздух своими руками

Тепловой насос для домаНаружные и внутренние блоки для альтернативной воздушной системы отопления типа — продукт высокотехнологичный. Производители требуют проводить установку, подключение уличных и домашних устройств теплового насоса, монтаж воздуховодов только силами аттестованных специалистов, что повышает общие затраты на отопление дома.

Практика домашних мастеров показывает, что им доступен не только монтаж системы подвода тепла в нужное место помещения, но и изготовление самих агрегатов насоса — испарителя и конденсатора. Для этого используются компоненты бывших холодильных установок - вентиляторы, компрессоры, двигатели, блоки управления и т.д. Для владеющих сваркой изготовление змеевика из медной трубки - реальная задача.

Такой подход позволяет не только снизить в разы стоимость теплового насоса и всей системы отопления, но и подогнать их параметры под нужды конкретного объекта.

Почитайте еще: