Тепловой насос воздух-воздух: принцип работы, как рассчитать мощность и какую марку выбрать


teplovoj nasos tipa vozduh vozduh

Среди всех тепловых насосов самые простые в монтаже и доступные по цене являются насосы типа воздух-воздух, которые используют энергию атмосферного воздуха – бесплатного и возобновляемого источника.

Воздушные тепловые насосы пользуются популярностью на протяжении уже многих лет — все благодаря термодинамическим и физическим особенностям, скорости обогрева помещения, высокой теплоэффективности. Для такой системы отопления нет необходимости бурить скважины, вынимать грунт, устанавливать радиаторы водяного отопления.

Принцип работы тепловых насосов системы воздух-воздух.

Тепловой насос действует, как кондиционер в режиме обогрева. Единственное отличие – тепловой насос создан для отопления помещения, кондиционер — для охлаждения.

Тепловой насос напоминает сплит-систему и состоит из двух блоков – внешнего и внутреннего. Внутренний блок устанавливается на потолок или стену.

printsipialnaya skhema raboty vozdushnogo teplovogo nasosa

Принцип работы тепловой установки системы воздух-воздух без технических особенностей.

  • Даже при минусовой температуре в воздухе есть тепловая энергия, которая сохраняется до того момента, пока температура воздуха не достигнет абсолютного нуля. Существуют модели работающие и в минус 25, и даже минус 32, но большинство моделей способны извлекать тепло только при минус 15.
  • Вентилятор с электрическим мотором втягивает наружный воздух в специальную камеру, которая оснащена испарителем. Воздух, при контакте с трубками, заполненными жидким хладагентом, отдает свое тепло. Хладагент поглощает большое количество тепловой энергии и меняет свое агрегатное состояние – преобразуется в газ.
  • Газообразный фреон попадает в компрессор, где, при его сжимании, происходит существенный нагрев фреона под высоким давлением. Компрессор в теплонасосах выполнен в форме спирали, что значительно облегчает запуск в низкую температуру.
  • Во внутреннем блоке находится конденсатор. Через форсунки хладагент впрыскивается в конденсатор, где газообразный нагретый хладагент конденсируется на стенках модуля. При это выделяется тепловая энергия и газ переходит в жидкое состояние. Именно эта энергия, при помощи насоса, идет на обогрев дома.
  • Жидкий хладагент вновь отправляется в испаритель наружной системы теплового насоса.

skhema raboty vozdushnogo teplovogo nasosa

Производительность теплового насоса напрямую зависит от температуры окружающей среды – чем холоднее, тем ниже эффективность. Поэтому для северных регионов отопление дома воздушным тепловым насосом будет крайне неэффективным и лучше рассматривать геотермальные установки (например, грунт-вода)

Плюсы и минусы воздушных насосов.

К достоинствам можно отнести:

  • Стоимость – первоначальные затраты ниже, чем у грунтовых и водяных установках; затраты на электроэнергию меньше в 3 раза, чем у электрокотлов; самоокупаемость через 3-7 лет эксплуатации.
  • Долговечность – срок службы 25-50 лет.
  • Независимость и безопасность – тепловая энергия производится без использования традиционных видов топлива: газа, твердого топлива, горючих смесей.
  • Экологичность – отсутствуют выбросы в окружающую среду.
  • Установка и эксплуатация – легкая установка оборудования – не требуется прокладки теплообменников в воде или земле, установки баков-накопителей и других агрегатов. Теплонасос воздух-воздух сразу готов к работе после подключения. Весь процесс работы автоматизирован и отслеживается датчиками. Не требуется регулярное обслуживание.

teplovaya ustanovka vozdukh vozdukh

К недостаткам можно отнести:

  • Зависимость от температуры за окном – КПД насоса зависит от наружной температуры, хоть современные установки способны работать при минус 15-25 градусах, эффективность при таких температурах значительно снижается.
  • Обогрев больших площадей – для помещений с большой площадью может не хватить мощности одной установки и потребуется несколько тепловых насосов.
  • Пыль – при перемещении воздуха с ним перемещается пыль, которая может вызывать аллергические реакции.

Как рассчитать мощность тепловой системы воздух-воздух

Мощность для низкотемпературных воздушных тепловых насосов рассчитывается по формуле —

0,7 кВт =10 м².

Эта формула достаточно точная для первичных расчетов.

Для примера произведем расчет мощности теплонасоса для помещения 150 м² (высота потолков 2,7 м, средние показатели теплопотерь, постоянное проживание, водонагревательный бак):

Как видим из формулы, на 10 квадратных метров необходимо 0,7 кВт мощности, таким образом на 150 м² — 10,5 кВт.

Если вам нужен бак для нагрева воды, то к результату прибавляем 20%, то есть требуемая мощность – 12,6 кВт.

Данный расчет обеспечит обогрев помещения до 23 градусов, при минимальных затратах.

teplovoj nasos vozdukh vozdukh dlya doma

Еще одна формула для расчета производительности — R=k*V*T, где

R – требуемая мощность теплового насоса для дома (ккал/час);

V — объем дома (длина*ширина*высота), м3;

Т — самый высокий перепад температур снаружи и внутри дома в холодное время года, С;

k — усредненный коэффициент теплопроводности здания: k=3/4 — дом из досок; k=2/3 — дом из однослойного кирпича; k=1/2 — кирпичный дом в два слоя; k=0,6/1 — тщательно утепленное здание.

Чтобы перевести полученные по данной формуле значения мощности из ккал/час в кВт/час, необходимо разделить полученное значение на 860.

Для примера возьмем кирпичный дом площадью 150 м², высота потолков 2,7 м:

V – объем дома, вычисляется как произведение длины, ширины и высоты дома.

V = 10*15*2,7 = 405 м3

Т – разница минимальной внутренней температуры и минимальной наружней температуры.

Т = 20-(-30)=50 °С.

k = 1.

R = 1 * 405 * 50 = 20250 ккал/час, переведем в кВт 20250/860=23,55 кВт.

Нам необходим тепловой насос с производительностью 23,5 кВт для отопления дома площадью 150 м² из двухслойного кирпича.

teplovoj nasos vozdukh vozdukh dlya obogreva doma

Какую марку теплового насоса выбрать

На рынке тепловых установок существуют китайские, немецкие и японские производители.  При выборе ориентируйтесь на технические параметры, отзывы.

Принято считать, что в Японии изготавливают самые лучшие марки насосов типа воздух-воздух, так они одни из первых начали использовать технологию получения энергии из воздуха.

  • Daikin – мировой лидер. Главная особенность – интегрирование системы теплового насоса в жилой дом, обеспечение климат контроля, автономно меняющегося к желаниям хозяина.
  • Mitsubishi – помимо автомобилей, так знакомых отечественному потребителю, компания выпускает несколько видов техники, в том числе тепловых насосов. Конструкция ZUBADAN позволяет улучшить рабочие параметры, существенно сократить потребление электроэнергии, сохранять работоспособность до минус 25 градусов.teplovoj nasos vozdukh vozdukh Mitsubishi
  • Fujitsu – компактные, простые в эксплуатации, комбинированные системы с широким дополнительным функционалом, которые работают на обогрев, для ГВС, на охлаждение, интегрируются в жидкостную систему отопления.
  • Cooper&Hunter – производит высокотехнологичные тепловые насосы для бытовых и промышленных нужд. Адаптировано для отопления при низких температурах до минус 30 градусов.

    На рынке представлено несколько серий тепловых насосов Cooper Hunter воздух-воздух:

    VIP Inverter;

    Icy;

    Inverter Console;

    Arctic Inverter;

    Nordic Plus.

  • teplovoj nasos vozdukh vozdukh Cooper Hunter

    • Electrolux — настенные теплонасосы Viking – совершенные и экономичные климатические системы, служащие для обогрева, сушки и вентиляции, охлаждения. Тепловые насосы обладают большой энергоэффективностью, обеспечивают отопление при температурах до минус 30 градусов.

      Линейка тепловых насосов Electrolux Viking включает 4 модели:

      EACS/I-09 HVI/N3 – мощность 2.6/3 кВт, площадь до 25 кв.м.;

      EACS/I-12 HVI/N3 – мощность 3.5/4 кВт, площадь до 35 кв.м.;

      EACS/I-18 HVI/N3 – мощность 5/5.5 кВт, площадь до 50 кв.м.;

      EACS/I-24 HVI/N3 – мощность 7/7.6 кВт, площадь до 65 кв.м.

    teplovoj nasos vozdukh vozdukh Electrolux Viking

    Сколько стоят воздушные тепловые насосы

    На стоимость установки влияют производитель, технические характеристики, уровень надежности, наличие дополнительных функций, класс оборудования.

    • Бытовые теплонасосы – максимальная площадь до 150 м², стоимость до 350 тыс.руб.
    • Полупромышленные – стоимость от 500 до 800 тыс.руб.
    • Промышленные — производительность до 90 кВт, стоимость от 900 тыс.руб. до 3 млн.руб.

    Также дополнительно к стоимости теплового насоса добавляйте затраты на монтаж и установку.

Вас также заинтересует:


Понравилась статья? Порекомендуйте друзьям и знакомым:



Давайте обсудим, оставьте комментарий: