Тепловий насос повітря-повітря допоможе обігріти будинок за допомогою повітря

Тепловий насос повітря-повітря

Опалюючи свій будинок, всі ми прагнемо отримати найбільший комфорт і заплатити при цьому мінімальну ціну. Тому часто вибір схиляється на користь того чи іншого енергоносія, найбільш доступного та дешевого у тій місцевості, де ми проживаємо. Добре, якщо можна зупинити свій вибір на доступному газоподібному або недорогому твердому паливі. Якщо ж немає іншої альтернативи, крім використання для опалення дорогої електрики, на допомогу приходить тепловий насос повітря-повітря, здатне дати в кілька разів більше теплової енергії, ніж було витрачено електричною.

Тепловий насос «Повітря-повітря» — Фото 01

Щоб дізнатися, завдяки чому можливий такий ККД і наскільки ефективною може бути використання повітряної системи опалення, необхідно ретельно розглянути роботу теплового насоса.

Тепловий насос повітря-повітря. Принцип дії

Тепловий насос - по своїй суті той же холодильник, що тільки працює у зворотний бік. Судіть самі: принцип роботи обох пристроїв побудований на фізичному явищі, при якому будь-яка рідина, що випаровується, охолоджує поверхню, з якої вона випаровується. Іншими словами, випаровуючись, рідина відбирає частину тепла у поверхні випаровування.

Саме так влаштований холодильник: компресор під високим тиском нагнітає холодоагент (рідина) у випарник (поверхня випаровування). Там відбувається відбір тепла із зовнішнього середовища (холодильна камера) за рахунок випаровування теплоносія. Сам холодоагент при цьому нагрівається за рахунок цього тепла. Далі він віддає енергію теплообміннику (охолоджується в конденсаторі), повертається до компресора і всевідбувається спочатку.

Принцип дії теплового насоса.

Тепловий насос працює аналогічно. Тільки він відбирає тепло не із закритої камери, а із навколишнього середовища. Навіть при негативній зовнішній температурі атмосфери, вона має певну кількість тепла щодо поміщеного в неї предмета з ще меншою температурою. Інакше кажучи, якщо температура навколишнього середовища дорівнює -100 о , то, встановлений зовні предмет з температурою -200 о з часом нагріється рівно на 100 о . Ось ці 10 градусів тепла і використовують тепловий агрегат. Постійно відбираючи різницю в температурі нових порцій повітря, повітряний тепловий насос створює температуру на виході з пристрою, достатню для обігріву приміщень. При цьому агрегат використовує електроенергію лише на забезпечення роботи компресора та схеми керування. Для нагрівання приміщення використовують тепло атмосфери.

Використання теплових насосів для систем обігріву

Ідея обігріти будинок за допомогою повітря не є новою. Подібні розробки почалися ще в середині ХХ століття. Погодьтеся, що витратити 1 кВт електроенергії на роботу компресора і при цьому отримати 3-5 кВт теплоти на виході теплового насоса набагато ефективніше, ніж безпосередньо переводити електричну енергію в теплову, навіть зі 100% ККД.

Кондиціонери, що працюють в режимі теплового насоса, здатні покрити 100% потребу в теплі в холодну пору року. При максимально низькій температурі повітря продуктивність пристроїв може бути недостатньо, тому доведеться використовувати додаткові джерела тепла - каміни, печі, електрообігрівачі. Найбільш ефективним буде спільне використання традиційного газового або твердопаливного опалення та кондиціонера в режимітепловий насос.

Кондиціонер інверторного типу — Фото 03

Ефективність використання атмосферного тепла

Будь-який тепловий насос використовує два джерела енергії – електроенергію та теплоту зовнішнього середовища. Тепловий повітряний насос використовує 20-25% електроенергії, залежно від конструктивних особливостей. Ця енергія витрачається працювати компресора, функціонування автоматики, нагрівання деяких зовнішніх блоків тощо. До 80% енергії тепловий насос повітря-повітря бере з атмосферного повітря.

Якщо ви вирішили обігріти будинок за допомогою повітря, знайте, що кожен кіловат електроенергії, що використовується, в результаті додатково приваблює до 4 кВт тепла. Відмінна економічна ефективність, чи не так?

Режим опалення за допомогою теплового насосу «Повітря-повітря» — Фото 07

Вибираючи тепловий насос необхідно враховувати коефіцієнт перетворення COP (coefficient of performance), що показує співвідношення між енергією, що витрачається і залучається. Значення COP, що дорівнює 4 говорить про те, що на кожен отриманий 1 кВт теплової енергії пристрій витрачає всього 250 Вт електроенергії.

Схема теплового насоса повітря-повітря

Використання теплових насосів повітря, завдяки однаковому середовищу внутрішнього і зовнішнього блоків, дозволяє при необхідності перемикати пристрій в режим кондиціювання. Для цього в їх конструкції є клапан оборотності. Принцип роботи такого теплового насоса чудово показує таку схему.

Схема теплового насосу «Повітря-повітря» — Фото 08

Переваги та недоліки опалювальних систем повітря-повітря

Застосування повітряної системи опалення ефективно та економічно вигідно, має безліч перевагв порівнянні з іншими системами обігріву:

Порівняно низька цінатеплових насосів повітря-повітря. Щоб обігріти будинок за допомогою повітря, не потрібно монтувати додаткових систем.
Низьке енергоспоживання- всього 25% порівняно з традиційними електронагрівальними пристроями.
Швидка самоокупність: тепловий насос такого типу окупається протягом 2-3 років.
Надійність і довговічність(згадайте холодильники та кондиціонери, що тривало працюють. Все це однотипні пристрої).
Мінімальна потреба в обслуговуванні.

Незважаючи на таку величезну кількість плюсів, використання теплових насосів повітря-повітря обмежене через зниження їх ефективності при температурі нижче 0°С. При морозах -250 С і нижче робота цих пристроїв неможлива. Тому в районах із холодним кліматом використовують теплові насоси інших типів.

Відгуки власників. Висновки

Відгуки споживачів, які використовують теплові насоси, є досить полярними. При цьому простежується така закономірність: що на південь проживає власник пристрою, тим більше його влаштовує така система опалення. Жителі північних регіонів стверджують, що ефективність теплових насосів з настанням морозів знижується і доводиться використовувати додаткові джерела енергії, такі як газ або тверде паливо. Відповідно і самоокупність насоса при його встановленні в південних і помірних широтах настає набагато раніше, ніж при його використанні на півночі країни.

Зовнішній блок теплового насосу повітря-повітря — Фото 09

Виходячи з цих факторів, можна рекомендувати облаштування повітряної системи опалення для будівель, що знаходяться у регіонах із теплим кліматом, детемпература в зимовий період не опускається нижче за відмітку в 0 С про . Для районів із помірним кліматом використання теплових насосів спільно з іншими системами опалення дозволяє значно знизити загальні витрати на обігрів житла. У північних регіонах застосування насосів повітря-повітря ефективне лише обмежений період часу та має найбільш тривалий термін окупності.