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.
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.
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.
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.
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.
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.
- 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.
- 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.
- 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.
Сколько стоят воздушные тепловые насосы
На стоимость установки влияют производитель, технические характеристики, уровень надежности, наличие дополнительных функций, класс оборудования.
Также дополнительно к стоимости теплового насоса добавляйте затраты на монтаж и установку.