Теплові насоси повітря-повітря

Серед безлічі опалювальних установок на альтернативній енергії тепловий насос повітря-повітря користується найбільшим попитом. Це пояснюється високою ефективністю і малими витратами. Повітряний тепловий насос не буде потрібно від Вас трудомістких робіт по розкопування ям і буріння свердловин. А також можна піти від покупки дорогих радіаторів, використовуваних в схемі з водяним опаленням. Конвективне опалення з використанням повітря сьогодні стає дуже популярним завдяки тому, що дає високу швидкість нагріву в приміщенні. Крім того, повітряний тепловий насос має високу теплоеффектівность. Правда, така установка поїдає чимало електроенергії. Але це все одно в рази менше, ніж для обігріву від електричного котла. Багато сьогодні роблять теплові насоси повітря-повітря своїми руками, що дозволяє їм істотно заощадити. Сьогодні мова піде про пристрій теплового насоса і про те, як його вибрати.

Принцип дії теплового насоса повітря-повітря

Тепловий насос – це опалювальний пристрій, яке нагріває повітря в приміщенні і при необхідності кондиціонує його. Тепло відбирається у повітря, який береться з навколишнього середовища. Принцип дії насоса повітря-повітря схожий на той, що застосовується в кондиціонерах (якщо кондиціонер включений на нагрів приміщення). Основна різниця тільки в тому, що спеціалізація кондиціонера – це охолодження, а у повітряного насоса – нагрівання. Для нагріву використовується низькопотенційна енергія повітря.

Принцип роботи теплового насоса повітря-повітря

Давайте, спробуємо зрозуміти, як працює повітряний тепловий насос.

Для початку варто зрозуміти, що повітря завжди має певну кількість теплової енергії (навіть при мінусовій температурі). Теплова енергія в ньому зберігається до тих пір, поки температура не впаде нижче абсолютного нуля. Більшість повітряних насосів типу повітря-повітря можуть витягувати тепло до мінус 15 за Цельсієм. Набагато менш поширеними є теплові насоси, що працюють з повітрям при мінус 25-32 за Цельсієм. Низькопотенційна теплова енергія відбирається за допомогою випаровування фреону. Він циркулює по внутрішньому контуру. З цією метою в складі теплового насоса присутній випарник. У ньому створені холодоагент переходить в газ з рідкого стану. У цьому момент відбувається поглинання тепла.

Ще один важливий блок повітряного насоса – це компресор. Холодоагент потрапляє туди у вигляді газу. У камері створюється тиск, що викликає різкий нагрів фреону. Потім фреон через форсунку потрапляє в конденсатор. Останній виконаний у вигляді спіралі. При низькій температурі це дозволяє полегшити запуск. У приміщенні розташований конденсатор, який виступає в ролі теплообмінника. Нагрітий холодоагент в газоподібному стані конденсується на його стінках і віддає теплову енергію. Розподіл цього тепла здійснюється аналогічно тому, як це робиться в спліт-системах. Можливо організувати канальне розподіл тепла. Таку схему раціонально використовувати в багатоквартирних будинках, виробничих приміщеннях і т. П.

Ефективність роботи насоса повітря-повітря багато в чому залежить від температури на вулиці, звідки і забирається повітря для установки. ККД установки знижується при зниженні температури повітря за вікном. При мінус 20-25 робота повітряного теплового насоса зупиняється. Тому в деяких моделях на цей випадок передбачений нагрів повітря за допомогою електричних тенів.

Конструктивно насоси повітря-повітря включають в себе 2 блоки. Одні розміщується зовні, а інший усередині. Є багато спільного з кондиціонерами і спліт-системами. Монтаж проводиться подібним чином. Внутрішня частина встановлюється в приміщенні на стелі або стіні. В установках фабричного виробництва передбачений пульт дистанційного керування. Варто відразу зазначити, що повітряні теплові насоси малоефективні для північних широт.

Особливості повітряного теплового насоса і критерії його вибору

Тут варто сказати про особливості пристрою теплового насоса повітря-повітря і відмінності його від кондиціонерів. При зовнішній схожості можна назвати кілька суттєвих відмінностей:

  • Повітряний насос виграє за витратами на електроенергію навіть у кондиціонерів інверторного типу. Якщо кондиціонер використовується в режимі обігріву, то він витрачає ще більше електрики, ніж на охолодження. Коефіцієнт енергоефективності повітряного насоса в середньому 3-5 одиницям по СОР. Тобто, для отримання 3-5 кіловат тепла витрачається 1 кіловат електроенергії;
  • Насос повітря-повітря також виграє у систем кондиціонування по продуктивності при нагріванні приміщення, оскільки він заточений саме на це. Є також моделі, які можуть охолоджувати повітря, але в цьому вони програють кондиціонерів;
  • Сфера використання також різні. Кондиціонери застосовуються для охолодження і обігріву повітря в приміщенні при температурі «за бортом» від плюс 5 за Цельсієм і вище. А насоси повітря-повітря можуть використовуватися в середній смузі Росії цілий рік. А також можуть використовуватися для повітря в приміщенні (деякі модифікації).

Особливості повітряних теплових насосів

Практика застосування теплових насосів типу повітря-повітря показує, що при виконанні певних умов їх використання економічно виправдано. Але для цього потрібні значні початкові витрати. Потрібно також розуміти, що ефективність роботи повітряного насоса багато в чому визначається правильним коректними розрахунками і вибором обладнання.

При покупці теплового насоса типу повітря-повітря потрібно звертати увагу на наступні параметри:

  • потужність;
  • бренд;
  • Ціна обладнання та монтажу.

Потрібно звернути увагу і на додаткові можливості таких установок. Наприклад, можливість працювати не тільки на нагрів, а й на охолодження. Крім того, існують моделі повітряних насосів, з ємностями, призначеними для підігріву води для системи гарячого водопостачання. Система опалення з насосом повітря-повітря повинна бути «заточена» під конкретну будівлю. Устаткування має задовольняти технічним параметрам будинку, а також бути зручним для постійної експлуатації. Якщо все попередні розрахунки були проведені правильно, то обладнання окупається через 2-3 роки.

Розрахунок необхідної потужності та монтаж

Зазвичай при розрахунку необхідної потужності теплових насосів повітря-повітря застосовується формула 0,7 кВт на 10 квадратних метрів приміщення. Так можна приблизно оцінити потужність. Для оціночного розрахунку цього цілком буде достатньо. Давайте, розрахуємо потужності повітряного теплового насоса, призначеного для обігріву приміщення площею 150 квадратних метрів.

Розрахунок необхідної потужності теплового насоса

Така методика підходить для звичайного приміщення зі стандартним показником втрат тепла. Висота стелі в приміщеннях становить до 2,7 метра і в будинку живуть постійно. Ось такі вступні. Якщо на 10 квадратних метрів потрібно 0,7 кіловата, то на 150 кв. метрів потрібна система потужністю 10,5 кВт. У випадках, коли ще буде присутній бак для нагріву води потрібно до цієї величини додати приблизно 15-20 відсотків потужності.

При правильному розрахунку повітряний насос буде нагрівати повітря в приміщенні до 23 градусів за Цельсієм. Витрати на опалення при цьому будуть мінімальні.

Для успішної експлуатації насоса повітря-повітря потрібно не тільки правильний розрахунок і вибір, а й монтаж за всіма правилами. Що потрібно врахувати при установці?

  • Установка повітряного насоса багато в чому схожа на монтаж спліт-систем. Встановлюються внутрішній і зовнішній блок, вони з’єднуються контуром, в який заливається холодоагент;
  • Внутрішній блок повинен бути розміщений так, щоб повітря після нагрівання ефективно і швидко розходився по приміщенню. Можна встановлювати на стіни або стелю;
  • Блок зовні будинку може бути встановлений в захисний кожух. Він має невелику вагу і тому цілком може бути встановлений на даху, щоб не займати зайве місце поруч з будівлею. Зовнішній блок теплового насоса повітря-повітря повинен знаходитися від входу в будинок на відстані 2-3 метри;
  • Для організації централізованого опалення всього будинку доведеться додатково встановлювати систему примусового розподілу повітря. Для цього буде потрібно окремий розрахунок повітряних каналів (довжина, перетин, розташування) і їх монтаж.

Монтаж насосів повітря-повітря досить складний і строго за технологією його здатні виконати тільки монтажні бригади організацій, що спеціалізуються на цих видах робіт.

Виробники і ціни

Що ж є на ринку, і які бренди пропонують нам теплові насоси типу повітря-повітря. В основному це компанії з Китаю, Японії і Німеччині. Коли будете вибирати конкретну модель, потрібно спиратися на дані в технічній документації, а також на відгуки знайомих і покупців в інтернеті. Варто відзначити, що кращі повітряні насоси робляться Японії. Вони одними з перших освоїли цю технологію для обігріву будинків і виробничих приміщень. Давайте, розглянемо кілька лідируючих брендів на вітчизняному ринку.

  • Мітсубісі. Це компанія нашим співвітчизникам знайома по автомобілям. Але японський виробник випускає багато іншої корисної техніки. Серед переваг теплових насосів цієї фірми фахівці називають унікальну конструкція під назвою ZUBADAN. Завдяки їй в Мітсубісі змогли поліпшити характеристики установки і знизити енергоспоживання. Повітряні насоси цієї фірми працюють до мінус 25 за вікном. У модельному ряду Мітсубісі є моделі з мультизонними системами для обігріву виробничих приміщень;
  • Ще одна провідна компанія – це Daikin. Моделі компанії повністю вбудовуються в екосистему будинку і забезпечують мікроклімат в автономному режимі в залежності від бажань господарів. Daikin випускають насоси повітря-повітря для побутових, комерційних і виробничих приміщень. Системи можуть працювати як на нагрів, так і на охолодження. Можна також додати обладнання для забезпечення гарячого водопостачання;
  • У цій компанії основна увага приділяється виробництву комбінованих систем. А також конструктори Fujitsu приділяють велику увагу додатковому функціоналу свого обладнання. Моделі повітряних насосів працюють на нагрівання повітря і на його охолодження. Часто в ці системи додається система гарячого водопостачання. В основному Fujitsu пропонують прості і малогабаритні насоси повітря-повітря для обігріву житлових будівель.

Зовнішній блок теплового насоса

При виборі конкретної моделі фахівці рекомендують звертати увагу на технічні характеристики. Наприклад, СОР і мінімальну температуру «за бортом», до якої насос функціонує.

Якщо говорити про ціну теплових насосів, то вона визначається їх технічними параметрами і наявністю додаткового функціоналу. Розкид цін великий. По класах обладнання можна назвати наступні діапазони вартості:

  • Побутові моделі. Обігрівають приміщення площею від 100 до 140 квадратних метрів. Ціна від 250 до 350 неоподатковуваних мінімумів доходів громадян;
  • Складські, напівпромислові моделі. Ціна від 0,5 до 0,8 мільйона рублів;
  • Виробничі моделі. Найвища продуктивність (до 90 кіловат) і ціна. Можуть використовуватися в несприятливих для експлуатації умовах. Ціна лежить в межах від 0,9 до 3 мільйонів рублів.

Не забувайте, що до названих цінами ще треба додати вартість на проектування та монтаж установки. Це вносить істотний внесок у вартість при обігріві будівель великої площі з безліччю приміщень, розділених перегородками.

Плюси і мінуси насосів повітря-повітря

Переваги повітряних насосів можна звести до наступних:

  • Незалежність від традиційних джерел енергії. Звичайно, без електрики не обійтися. Якщо паралельно встановити сонячні батареї, то можна відмовитися від використання електроенергії з побутової мережі. Основний плюс полягає в тому, що тепло для обігріву виробляється без спалювання газу, мазуту і т. П. За умови встановлення сонячних панелей, можна відмовитися і від зовнішнього електрики;
  • Економія електроенергії. Окупність установки настає після 3-5 років використання, а термін служби теплових насосів повітря-повітря близько 40 років. Витрати на електрику під час опалювального сезону менше, ніж у електричного котла в 3-5 разів;
  • Чи не забруднює ОС. Оскільки для обігріву використовується відновлювальна енергія, то немає шкідливих викидів в атмосферу.

У теплових насосів є як плюси, так і мінуси

Тепер розглянемо недоліки повітряних насосів:

  • Істотні початкові вкладення в покупку і установку устаткування. Цей фактор стримує широке поширення обігрівачів цього типу в Росії;
  • Ефективність роботи системи сильно залежить від температури на вулиці, де стоїть зовнішній блок. Але виробники постійно вдосконалюють свої моделі і сучасні зразки працюють до мінус 15-25 за бортом. Але при зниженні температури ефективність знижується, що ускладнює використання теплових насосів в північних регіонах.

Незважаючи на всі складнощі, можна стверджувати, що теплові насоси мають перспективи для розвитку. В останні роки великі виробники в цій області анонсували установки, що працюють аж до мінус 32 за Цельсієм. Крім того, обладнання постійно знижується в ціні, а значить, стає більш доступною для середнього класу. Продуктивність останніх моделей вже становить 5-8 одиниць по СОР, а не 3-5, як раніше.
Якщо стаття виявилася для вас корисною, розповсюдьте посилання на неї в соціальних мережах. Це допоможе розвитку сайту. Голосуйте в опитуванні нижче і оцінюйте матеріал! Виправлення і доповнення до статті залишайте в коментарях.