Действие и виды тепловых насосов воздух-воздух для отопления дома

Воздушная система отопления приобретает большую популярность. Схема отличается оперативностью прогрева, повышенной теплоэффективностью. Минус только один – большие затраты на оплату электричества. Недостаток нивелировал тепловой насос воздух воздух. Преимущества применения прибора может оценить каждый пользователь – тепловой насос (ТН) уменьшает расходы на оплату электроэнергии в 3-5 раз.

Что такое тепловой насос типа воздух-воздух?

Внешне прибор напоминает обычный инверторный кондиционер, сплит-систему, состоящую из наружного и внутридомового блока. Объединяет их принцип действия, но с существенной разницей: теплонасос нагревает помещение, а кондиционер охлаждает комнату.

На заметку! В продаже есть ТН воздух-воздух с системой нагрева и охлаждения.

Виды тепловых насосов

Различается оборудование по мощности, марке производителя и наличию дополнительного функционала.

Некоторые модели оснащаются:

• фильтрами для чистки, обеззараживания воздушных потоков;
• дополнительными нагревателями резервного типа;
• электрогенераторами;
• модулями автоматического управления системы;
• озонатором, ионизатором.

Подбирая оборудование для воздушного отопления частного дома, следует обращать внимание на азиатских производителей. В частности, японские модели оснащены технологией для извлечения низкопотенциальной энергии из воздуха, что существенно улучшило товарную линейку.

Самые популярные модели:

1. Daikin. Особенность в интегрировании системы в жилой дом, наличие автоматического контроля, который учитывает пожелания владельцев. Марка бренда предлагает ТН для жилых, производственных помещений, площадей коммерческого назначения. Есть модели с нагревом/охлаждением.
2. Mitsubishi. В товарной линейке представлена модель Zubadan с улучшенными рабочими параметрами и сниженным расходом электроэнергии. В отличие от прочих марок, брендовые товары сохраняют работоспособность при понижении температуры до -25 С.

Выбор теплового насоса зависит от предпочтений хозяина, требований системы воздушного отопления.

Преимущества и недостатки

Специалисты и пользователи отмечают множество плюсов при использовании системы:

• Универсальность. Теплонасосы позволяют прогревать и охлаждать помещения без покупки дополнительного оборудования. Кроме прочего, это выгодная покупка.
• Экологичность. Для обеспечения работы приборов не требуется сжигать твердое, жидкое топливо.
• Простота монтажа. Комплексы продаются в готовом виде, установить их не представляет труда. Для умельцев есть возможность соорудить насос из подручных элементов.
• Безопасность. Процесс получения тепловой энергии не связан с применением горючего. Нарушения в работе агрегата не приведут к негативным последствиям в виде пожара.
• Энергоэффективность. Коэффициент отдачи тепла достигает 4-5 кВт при потреблении 1 кВт электроэнергии.
• Удобство и длительный срок эксплуатации. Стоимость заводских систем по карману любому пользователю, а заявленный срок эксплуатации при поддержании оптимальной нагрузки, продлевается в 2-4 раза.

Чтобы организовать отопление тепловым насосом воздух воздух в одном помещении достаточно на фасаде закрепить внешний модуль, а внутри комнаты смонтировать конвектор. Для обогрева нескольких помещений пригодятся воздуховоды для перемещения теплых потоков – с этими работами справится даже начинающий мастер, получив качественную систему отопления с минимальными затратами на обслуживание.

На заметку! Управление техникой осуществляется в автоматическом режиме. Для обеспечения беспрерывности работы необходима регулярная чистка или замена этих элементов.

Недостатков немного: шум при работе и возрастание потребления энергии при понижении температуры за окном. Пока показатели термометра не опускаются до -15 С, забираемого с улицы тепла достаточно, но при дальнейшем похолодании эффективность насоса падает. Это следует учитывать при подборе оборудования для определенной климатической зоны, сочетая воздушный ТН с дополнительными схемами отопления.

Принцип действия и общие характеристики

Алгоритм работ следующий:

1. Забираемый с улицы воздух проходит через ребра теплообменника. Устройство располагается в наружном блоке системы и за счет ребер теплообменника заставляет фреон испаряться, получив порцию тепловой энергии.
2. Газ попадает в компрессор, расположенный рядом, сжимается до конденсата, оседающего во втором теплообменнике, который находится уже во внутреннем блоке.
3. При переходе в жидкое состояние, хладон отдает заряд тепла внутренним потокам воздуха, которые под воздействием центробежного вентилятора проходят через конденсатор.
4. Давление жидкого фреона снижается, как только вещество проходит через расширительный клапан, хладагент снова транспортируется в испаритель и цикл повторяется.

Общие характеристики для всех агрегатов в работе компрессоров по инверторной технологии. По заданной контроллером команде производительность снижается или повышается. В процессе сжимания газообразного фреона компрессор добавляет собственное тепло к тому заряду, который рабочее тело получило от наружного воздуха, что и объясняет возможность регулирования температуры воздушного потока.

Расчет и выбор теплового насоса

Для просчета мощности оборудования применяется формула: 0,7 кВт на 10 м2. Это позволяет получить примерные параметры прибора. Например, для обогрева дома постоянного проживания площадью в 200 м2 с учетом среднего показателя теплопотерь (нет явных щелей для утечки тепла) и высоты потолка до 2,7 м требуется установка агрегата мощности 14 кВт.

Если в систему включается бак для нагрева воды, то к мощности добавляется еще 10-20%. При верности расчетов воздушный тепловой насос воздух-воздух прогреет воздух до температуры +23 в течение всего отопительного сезона, обеспечивая минимальные затраты на отопление.

При выборе агрегата нужно обращать внимание на следующие факторы:

• мощность;
• производитель;
• цена;
• простота монтажа.

Для обеспечения удобства пользования и комфорта проживания хозяева могут выбирать дополнительные функции. Например, оборудование с подогревом/охлаждением воздуха, наличие встроенных емкостей для нагрева воды ГВС, сниженное энергопотребление, ионизацию, увлажнение воздуха или пониженный шум при работе.

Система отопления с тепловым насосом

Предлагаемое отопление воздух воздух в быту может применяться для обогрева отдельно взятой комнаты или стать причиной переоборудования котельной для создания централизованной системы на основе теплонасоса. В последнем случае газовый или электрический котел становится резервным источником тепла, помогающим тепловому насосу справиться с отоплением в условиях значительного понижения температуры за окном.

Специалисты советуют применять ТН для локального оборудования, используя отопительную систему местного значения без обустройства громоздких агрегатов.

Тепловые насосы обеспечивают гибкую систему подачи тепла с регулировкой климата, причем даже поломка одного прибора не выведет из строя всю отопительную конструкцию.

Но локальная схема имеет и ряд недостатков:

1. Сложности с направлением потоков нагретого воздуха. Необходимо применять систему воздуховодов, что не всегда экономически выгодно.
2. Общая эффективность приборов ниже, чем при использовании одного более мощного котла отопления.
3. Установка многочисленных блоков портит внешний вид фасада и внутренний интерьер.
4. Есть ограничения по длительности технической трассы, которая связывает внешний и внутренний блоки. Особенность может помешать сооружению системы отопления для комнат внутри небольшого строения.

Что касается обустройства централизованной системы с основным агрегатом ТН воздух-воздух, то без прокладки воздуховодов не обойтись. Недостаток один – в монолитных стенах придется долбить дырки для крепления трубопровода.

Но преимуществ у схемы такого типа намного больше:

• контроль за температурой во всем доме;
• есть возможность поставить приборы очистки, ионизации;
• контролирование притока и вытяжки воздуха позволяет снизить потери тепла, а при необходимости установить систему рекуперации;
• обслуживание одного агрегата обходится дешевле.

Еще один плюс в том, что организация работы одного прибора в условиях экстремального понижения температуры отнимает меньше времени, средств. Например, если приходится дополнительно обогревать внешний блок при аномальных климатических воздействиях.

Совет! Если регион отличается холодными зимами, специалисты советуют наладить функционал подготовки воздуха на почвенном теплообменнике. Такая система позволит использовать тепловые насосы воздух-воздух при значительном понижении температуры.

Комплектующие системы воздушного отопления

Для формирования конструкции мастеру потребуется оборудование для воздушного отопления, куда входит два блока (внешний, внутренний), соединенные контуром для циркуляции хладагента. Пригодится вентилятор для принудительного нагнетания потоков, воздушные каналы.

Вентилятор и воздуховоды требуются при создании централизованной системы, а для локального обогрева одной зоны достаточно установить оба блока системы, причем станция может монтироваться на крыше здания. Второй (внутренний блок) фиксируется в зоне, откуда тепловые потоки будут распространяться по комнате с максимальной эффективностью.

Важно! Централизованная система с применением теплового насоса требует тщательного подсчета длины воздушных каналов, зону их размещения. Составление проекта лучше поручить профессионалам.

Области применения воздушной системы отопления

Прежде всего, отопление с применением теплового насоса популярно в производственных, офисных зданиях. В производственных условиях быстрый воздухообмен позволяет устранить вредные вещества, влагу, а в офисах требуется именно локальный обогрев, с чем ТН справляется без особого труда.

Использовать воздушное отопление в частных жилых домах, загородных особняках целесообразно в условиях периодически возникающих проблем с теплоносителями другого типа. Например, если учесть, что подведение природного газа к участку стоит до 10 500$, то приобретение агрегата обеспечивает пожизненную экономию уже с первого же дня применения. И это с учетом обустройства централизованного отопления, где электрический котел может играть роль вспомогательного (резервного) оборудования.