Как выбрать тепловой насос воздух-воздух? Параметры и особенности.
Среди множества отопительных установок на альтернативной энергии тепловой насос воздух-воздух пользуется наибольшим спросом. Это объясняется высокой эффективностью и малыми затратами. Воздушный тепловой насос не потребуется от Вас трудоёмких работ по раскапыванию ям и бурению скважин. А также можно уйти от покупки дорогих радиаторов, используемых в схеме с водяным отоплением. Конвективное отопление с использованием воздуха сегодня становится очень популярным благодаря тому, что даёт высокую скорость нагрева в помещении. Кроме того, воздушный тепловой насос имеет высокую теплоэффективность. Правда, такая установка поедает немало электроэнергии. Но это все равно в разы меньше, чем для обогрева от электрического котла. Многие сегодня делают тепловые насосы воздух-воздух своими руками, что позволяет им существенно сэкономить. Сегодня речь пойдёт об устройстве теплового насоса и о том, как его выбрать.
Содержание статьи
Принцип действия теплового насоса воздух-воздух
Тепловой насос – это отопительное устройство, которое нагревает воздух в помещении и при необходимости кондиционирует его. Тепло отбирается у воздуха, который берётся из окружающей среды. Принцип действия насоса воздух-воздух похож на тот, что применяется в кондиционерах (если кондиционер включён на нагрев помещения). Основная разница только в том, что специализация кондиционера – это охлаждение, а у воздушного насоса – нагрев. Для нагрева используется низкопотенциальная энергия воздуха.
Принцип работы теплового насоса воздух-воздух
Давайте, попробуем понять, как работает воздушный тепловой насос.
Для начала стоит понять, что воздух всегда имеет определённое количество тепловой энергии (даже при минусовой температуре). Тепловая энергия в нём сохраняется до тех пор, пока температура не упадёт ниже абсолютного нуля. Большинство воздушных насосов типа воздух-воздух могут извлекать тепло до минус 15 по Цельсию. Гораздо менее распространёнными являются тепловые насосы, работающие с воздухом при минус 25─32 по Цельсию. Низкопотенциальная тепловая энергия отбирается посредством испарения фреона. Он циркулирует во внутреннем контуре. С этой целью в составе теплового насоса присутствует испаритель. В нём созданы хладагент переходит в газ из жидкого состояния. В этом момент происходит поглощение тепла.
Ещё один важный блок воздушного насоса – это компрессор. Хладагент попадает туда в виде газа. В камере создаётся давление, что вызывает резкий нагрев фреона. Затем фреон через форсунку попадает в конденсатор. Последний выполнен в виде спирали. При низкой температуре это позволяет облегчить запуск. В помещении расположен конденсатор, выступающий в роли теплообменника. Нагретый хладагент в газообразном состоянии конденсируется на его стенках и отдаёт тепловую энергию. Распределение этого тепла осуществляется аналогично тому, как это делается в сплит-системах. Возможно организовать канальное распределение тепла. Такую схему разумно применять в многоквартирных домах, производственных помещениях и т. п.
Эффективность работы насоса воздух-воздух во многом зависит от температуры на улице, откуда и забирается воздух для установки. КПД установки снижается при понижении температуры воздуха за окном. При минус 20─25 работа воздушного теплового насоса останавливается. Поэтому в некоторых моделях на этот случай предусмотрен нагрев воздуха с помощью электрических тэнов.
Конструктивно насосы воздух-воздух включают в себя 2 блока. Одни размещается снаружи, а другой внутри. Есть много общего с кондиционерами и сплит-системами. Монтаж производится подобным образом. Внутренняя часть устанавливается в помещении на потолке или стене. В установках фабричного производства предусмотрен пульт ДУ. Стоит сразу отметить, что воздушные тепловые насосы малоэффективны для северных широт.
Вернуться к содержанию
Особенности воздушного теплового насоса и критерии его выбора
Здесь стоит сказать об особенностях устройства теплового насоса воздух-воздух и отличиях его от кондиционеров. При внешнем сходстве можно назвать несколько существенных отличий:
- Воздушный насос выигрывает по затратам на электроэнергию даже у кондиционеров инверторного типа. Если кондиционер используется в режиме обогрева, то он расходует ещё больше электричества, чем на охлаждение. Коэффициент энергоэффективности воздушного насоса в среднем 3─5 единицам по СОР. То есть, для получения 3─5 киловатт тепла расходуется 1 киловатт электроэнергии;
- Насос воздух-воздух также выигрывает у систем кондиционирования по производительности при нагреве помещения, поскольку он заточен именно на это. Есть также модели, которые могут охлаждать воздух, но в этом они проигрывают кондиционерам;
- Сфера использования также различны. Кондиционеры применяются для охлаждения и обогрева воздуха в помещении при температуре «за бортом» от плюс 5 по Цельсию и выше. А насосы воздух-воздух могут использоваться в средней полосе России круглогодично. А также могут использоваться для воздуха в помещении (некоторые модификации).
Особенности воздушных тепловых насосов
Практика применения тепловых насосов типа воздух-воздух показывает, что при выполнении определённых условий их использование экономически оправданно. Но для этого требуются существенные первоначальные затраты. Нужно также понимать, что эффективность работы воздушного насоса во многом определяется правильным корректными расчётами и выбором оборудования.
При покупке теплового насоса типа воздух-воздух нужно обращать внимание на следующие параметры:
- Мощность;
- Бренд;
- Цена оборудования и монтажа.
Нужно обратить внимание и на дополнительные возможности таких установок. К примеру, возможность работать не только на нагрев, но и на охлаждение. Кроме того, существуют модели воздушных насосов, с ёмкостями, предназначенными для подогрева воды для системы горячего водоснабжения. Система отопления с насосом воздух-воздух должна быть «заточена» под конкретное здание. Оборудование должно удовлетворять техническим параметрам дома, а также быть удобным для постоянной эксплуатации. Если все предварительные расчёты были проведены правильно, то оборудование окупается через 2─3 года.
Вернуться к содержанию
Расчёт необходимой мощности и монтаж
Обычно при расчёте необходимой мощности тепловых насосов воздух-воздух применяется формула 0,7 кВт на 10 квадратных метров помещения. Так можно приблизительно оценить мощность. Для оценочного расчёта этого вполне будет достаточно. Давайте, рассчитаем мощности воздушного теплового насоса, предназначенного для обогрева помещения площадью 150 квадратных метров.
Расчёт необходимой мощности теплового насоса
Такая методика подходит для обычного помещения со стандартным показателем потерь тепла. Высота потолка в помещениях составляет до 2,7 метра и в доме живут постоянно. Вот такие вводные. Если на 10 квадратных метров нужно 0,7 киловатта, то на 150 кв. метров нужна система мощностью 10,5 кВт. В случаях, когда ещё будет присутствовать бак для нагрева воды нужно к этой величине прибавить примерно 15─20 процентов мощности.
При правильном расчёте воздушный насос будет нагревать воздух в помещении до 23 градусов по Цельсию. Затраты на отопление при этом будут минимальны.
Для успешной эксплуатации насоса воздух-воздух требуется не только правильный расчёт и выбор, но и монтаж по всем правилам. Что нужно учесть при установке?
- Установка воздушного насоса во многом похожа на монтаж сплит-систем. Устанавливаются внутренний и внешний блок, они соединяются контуром, в который заливается хладагент;
- Внутренний блок должен быть размещён так, чтобы воздух после нагрева эффективно и быстро расходился по помещению. Можно устанавливать на стены или потолок;
- Блок снаружи дома может быть установлен в защитный кожух. Он имеет небольшой вес и поэтому вполне может быть установлен на крыше, чтобы не занимать лишнее место рядом с постройкой. Внешний блок теплового насоса воздух-воздух должен находиться от входа в дом на расстоянии 2─3 метра;
- Для организации централизованного отопления всего дома придётся дополнительно устанавливать систему принудительного распределения воздуха. Для этого потребуется отдельный расчёт воздушных каналов (длина, сечение, расположение) и их монтаж.
Монтаж насосов воздух-воздух достаточно сложен и строго по технологии его способны выполнить только монтажные бригады организаций, специализирующихся на этих видах работ.
Вернуться к содержанию
Производители и цены
Что же есть на рынке, и какие бренды предлагают нам тепловые насосы типа воздух-воздух. В основном это компании из Китая, Японии и Германии. Когда будете выбирать конкретную модель, нужно опираться на данные в технической документации, а также на отзывы знакомых и покупателей в интернете. Стоит отметить, что лучшие воздушные насосы делаются стране восходящего солнца. Они одними из первых освоили эту технологию для обогрева домов и производственных помещений. Давайте, рассмотрим несколько лидирующих брендов на отечественном рынке.
- Митсубиси. Это компания нашим соотечественникам знакома по автомобилям. Но японский производитель выпускает много другой полезной техники. Среди преимуществ тепловых насосов этой фирмы специалисты называют уникальную конструкция под названием ZUBADAN. Благодаря ей в Митсубиси смогли улучшить характеристики установки и снизить энергопотребление. Воздушные насосы этой фирмы работают до минус 25 за окном. В модельном ряду Митсубиси есть модели с мультизонными системами для обогрева производственных помещений;
- Ещё одна лидирующая компания – это Daikin. Модели компании полностью встраиваются в экосистему дома и обеспечивают микроклимат в автономном режиме в зависимости от желаний хозяев. Daikin выпускают насосы воздух-воздух для бытовых, коммерческих и производственных помещений. Системы могут работать как на нагрев, так и на охлаждение. Можно также добавить оборудование для обеспечения горячего водоснабжения;
- В этой компании основное внимание уделяется производству комбинированных систем. А также конструкторы Fujitsu уделяют большое внимание дополнительному функционалу своего оборудования. Модели воздушных насосов работают на нагрев воздуха и на его охлаждение. Часто в эти системы добавляется система горячего водоснабжения. В основном Fujitsu предлагают простые и малогабаритные насосы воздух-воздух для обогрева жилых построек.
Внешний блок теплового насоса
При выборе конкретной модели специалисты рекомендуют обращать внимание на технические характеристики. Например, СОР и минимальную температуру «за бортом», до которой насос функционирует.
Если говорить о цене тепловых насосов, то она определяется их техническими параметрами и наличием дополнительного функционала. Разброс цен большой. По классам оборудования можно назвать следующие диапазоны стоимости:
- Бытовые модели. Обогревают помещения площадью от 100 до 140 квадратных метров. Цена от 250 до 350 тысяч рублей;
- Складские, полупромышленные модели. Цена от 0,5 до 0,8 миллиона рублей;
- Производственные модели. Самая высокая производительность (до 90 киловатт) и цена. Могут использоваться в неблагоприятных для эксплуатации условиях. Цена лежит в пределах от 0,9 до 3 миллионов рублей.
Не забывайте, что к названным ценам ещё нужно прибавить стоимость на проектирование и монтаж установки. Это вносит существенный вклад в стоимость при обогреве зданий большой площади с множеством помещений, разделённых перегородками.
Вернуться к содержанию
Плюсы и минусы насосов воздух-воздух
Преимущества воздушных насосов можно свести к следующим:
- Независимость от традиционных источников энергии. Конечно, без электричества не обойтись. Если параллельно установить солнечные батареи, то можно отказаться от использования электроэнергии из бытовой сети. Основной плюс заключается в том, что тепло для обогрева вырабатывается без сжигания газа, мазута и т. п. При условии установки солнечных панелей, можно отказаться и от внешнего электричества;
- Экономия электроэнергии. Окупаемость установки наступает после 3─5 лет использования, а срок службы тепловых насосов воздух-воздух около 40 лет. Траты на электричество во время отопительного сезона меньше, чем у электрического котла в 3─5 раз;
- Не загрязняет ОС. Поскольку для обогрева используется возобновляемая энергия, то нет вредных выбросов в атмосферу.
У тепловых насосов есть как плюсы, так и минусы
Теперь рассмотрим недостатки воздушных насосов:
- Существенные первоначальные вложения в покупку и установку оборудования. Этот фактор сдерживает широкое распространение обогревателей этого типа в России;
- Эффективность работы системы сильно зависит от температуры на улице, где стоит внешний блок. Но производители постоянно совершенствуют свои модели и современные образцы работают до минус 15─25 за бортом. Но при понижении температуры эффективность снижается, что затрудняет использование тепловых насосов в северных регионах.
Несмотря на все сложности, можно утверждать, что тепловые насосы имеют перспективы для развития. В последние годы крупные производители в этой области анонсировали установки, работающие вплоть до минус 32 по Цельсию. Кроме того, оборудование постоянно снижается в цене, а значит, становится более доступной для среднего класса. Производительность последних моделей уже составляет 5─8 единиц по СОР, а не 3─5, как ранее.
Вернуться к содержанию
Опрос
Загрузка ...
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Это поможет развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в комментариях.
Вернуться к содержанию
(голосов: 4, в среднем: 5,00 из 5)
Загрузка...
«..Эффективность работы системы сильно зависит от температуры на улице, где стоит внешний блок. Но производители постоянно совершенствуют свои модели и современные образцы работают до минус 15─25 за бортом..»……
..
А нельзя такой «внешний блок» вынести не на улицу, а в подсобное помещение (бытовка, сарай, гараж).) рядом с домом ? Это не повысит его эффективность ??