Принцип работы теплового насоса воздух воздух: Принцип работы и установки теплового насоса «Воздух-воздух»

Тепловые насосы воздух-воздух: принцип действия, преимущества и недостатки

Содержание:

• Принцип действия тепловых насосов
• Отличие ТН от кондиционера
• Как выбрать ТН?
• Преимущества и недостатки
• Обзор популярных моделей
  • SDAR-XXX
  • SDAR-INV-PL
  • SDAR-INV-W
  • SDAR INV-HM
• Заключение

В подавляющем большинстве регионов нашей страны не обойтись без полноценного отопления. К сожалению, не всегда есть возможность подключить дом к централизованной системе отопления, что приводит к необходимости изыскивать другие способы обогрева.

В частности, воздушное отопление позволяет решить проблему обогрева жилых или производственных помещений. Данная система представляет собой массивный вентилятор со встроенным нагревателем, который забирает воздух с улицы, подогревает его, и подает в помещение.

Минусом воздушных нагревателей является высокое потребление энергии, поскольку, обогрев осуществляется либо посредством электрических тэнов, либо с помощью водяных калориферов.

Современные интегрированные в вентиляционную установку воздушные тепловые насосы позволяют снизить уровень энергопотребления до минимума, не теряя при этом эффективности. Дело в том, что обогреватели воздух-воздух используют принцип рекуперации тепла, подогревая входящий воздух тем теплом, которое накопилось в исходящем воздушном потоке. Такими образом, потребление электроэнергии сводится практически к нулю, позволяя отапливать дом с минимальными затратами. Далее мы подробнее расскажем о том, как устроены приточно-вытяжные вентиляционные установки с парокомпрессионной и традиционной рекуперацией.

Принцип действия насосов воздух-воздух

Насосы воздух-воздух работают по схожему принципу с кондиционерами, с той разницей, что кондиционеры работают на охлаждение воздуха, а нагреватели – на обогрев.

При этом для подогрева входящего потока используется низкопотенциальная энергия находящегося в помещении воздуха, что позволяет в несколько раз снизить энергопотребление, если сравнивать с обогревателями, использующими электричество или воду.

Рассмотрим принцип действия на примере установки с фреоновыми элементами:

• Даже при отрицательных температурах воздух содержит некоторое количество тепла, которое можно извлечь при определенных условиях. Большинство моделей насосов способны преобразовывать тепло при температуре до -15°С. Некоторые насосы способны работать и при -25°С, но коэффициент преобразования при этом будет равен единице.
• По внутреннему контуру насоса циркулирует хладагент, который в нужный момент с помощью испарителя переходит из жидкого состояния в газообразное. Когда фреон становится газом, он вбирает в себя тепло, которое в некоторых количествах содержится в воздухе даже при низкой температуре.
• Набрав тепло, фреон поступает в компрессор, где под давлением снова принимает жидкое состояние. Как раз в этот момент фреон нагревается, выделяя тепло, количество которого зависит от температуры воздуха. Накопление тепла происходит в конденсаторе. Компрессор, как правило, изготавливается в виде спирали, что способствует упрощенному запуску в холодный период.
• Конденсатор располагается во внутреннем блоке, устанавливаемом непосредственно в помещении. Именно в конденсаторе тепло накапливается за счет поступления разогретого фреона. Внутренний блок выполняет функцию теплообменника, в котором входящий поток нагревается, а затем распределяется по всему зданию.

Энергоэффективность ТН воздух-воздух напрямую зависит от температуры низкопотенциального источника теплоты. То есть, чем теплее за окном, тем больше тепла будет поглощать устройство. Большинство моделей полностью теряют способность поглощать тепло при температуре — 20°С. Поэтому в некоторых случаях систему оборудуют дополнительными нагревателями – электрическими или водяными. В любом случае, потребление электроэнергии у ТН примерно в 3 раза меньше, чем у приборов, работающих исключительно на электричестве или воде.

По способу компоновки тепловые насосы напоминают стандартные сплит-системы. ТН состоит из двух блоков, один из которых монтируется на улице, а второй – внутри помещения (на стене или потолке). Управление осуществляется дистанционно.

Отличие теплового насоса от кондиционера

Конструкционно кондиционер похож на тепловой насос. Например, оба устройства используют фреон для изменения температуры. Кроме того, и ТН, и кондиционер содержат в конструкции и компрессор, испаритель и конденсатор. Однако на этом сходства заканчиваются. Рассмотрим различия подробнее:

1. Основное различие заключается в производительности. Назначение теплового насоса – обогрев помещения. Также, как и кондиционер, тепловой насос может работать на охлаждение, но с меньшей эффективностью. Это утверждение справедливо и в обратную сторону – кондиционер может нагревать воздух при температуре не менее -5°С, однако эффективность будет небольшой.
2. Экономия энергии. Тепловой насос в режиме обогрева тратит меньше электроэнергии, чем инверторный кондиционер. Достигается такой эффект за счет подбора хладагента, объёму его заправки и увеличенному размеру испарителя. Средние энергозатраты ТН составляют 1 кВт на 3-4 кВт тепла.
3. Сфера применения. Кондиционеры применяются для охлаждения или обогрева при условии, что температура на улице не опускается ниже -5°С. Тепловые насосы, в свою очередь, используются при уличной температуре до -25 °С.

Тепловые насосы воздух-воздух условно относятся к источникам возобновляемой энергии, поскольку позволяют извлекать тепло непосредственно из атмосферы земли, используя при этом минимум энергии. Многолетний опыт применения подобных систем показал их высокую энергоэффективность и быструю самоокупаемость.

Как выбрать ТН воздух-воздух

Рынок предлагает несколько видов ТН. При этом каждая из моделей обладает определенным набором характеристик, влияющих на возможности применения. Подбирая оборудование, нужно обращать внимание на следующие параметры:

• Производительность теплонасоса.
• Компанию производителя.
• Цену, как самого оборудования, так и его инсталляции.

Имеет значение наличие дополнительных функций. Например, некоторые модели могут не только нагревать, но и охлаждать воздух. В холодных регионах предпочтительнее использовать устройства со встроенными электрическими или водяными нагревателями.

Проще говоря, характеристики оборудования должны соответствовать эксплуатационным параметрам здания, в котором будет производится установка. Поэтому при выборе насоса необходимо консультироваться с профессионалами.

Преимущества и недостатки насосов воздух-воздух

Чтобы составить объективную картину преимуществ и недостатков какого-либо оборудования, специалисты изучают отзывы реальных владельцев. Это дает возможность узнать не только о сильных сторонах, но и о минусах, что невозможно сделать, опираясь исключительно на рекламные заявления производителей.

Вот что говорят люди, использующие насосы воздух-воздух:

1. Установка ТН позволяет экономить значительные средства. Оборудование окупается примерно за 2 года. Учитывая, что срок службы теплового насоса составляет 30-50 лет, выгода очевидна. Кроме того, стоимость эксплуатации ТН в 3-4 раз меньше, чем электрических или котлов на СПГ.
2. Для работы устройства не требуются традиционные виды топлива – уголь и газ, а электричества уходит в разы меньше. Если установить солнечные панели, внешних источников электричества вообще не потребуется.
3. Экологичность оборудования. При работе теплового насоса не выделяются вредные вещества, что может являться важным фактором для тех, кто заботится о состоянии окружающей среды.

Изучая отзывы реальных людей, неизбежно сталкиваешься с негативными отзывами, о которых нужно упомянуть, чтобы не быть предвзятыми. Специалисты выбрали наиболее встречающиеся упоминания о минусах ТН:

1. Производительность во многом зависит от температуры источника теплоты. Например, фреоновые насосы могут работать при внешней температуре до -25°С. При этом чем холоднее, тем меньше эффективность.
2. Высокая стоимость, как самого оборудования, так и монтажа. Данный факт является определяющим в том, что тепловые насосы еще не получили повсеместного распространения.

Нужно сказать, что недостатки, о которых говорилось выше, не настолько критичны, чтобы отказаться от использования ТН воздух-воздух. Дело в том, что производители непрерывно совершенствуют свою продукцию, повышая КПД, и, корректируя ценовую политику. Например, современные модели ТН могут работать при более низкой температуре чем их предшественники, при том, что стоят они дешевле. Поэтому многие специалисты в области отопительных систем рекомендуют именно тепловые насосы.

Обзор наиболее популярных моделей

Линейка тепловых насосов воздух-воздух, конечно, не ограничивается исключительно фреоновыми моделями, использующими в работе принцип переноса тепла с помощью хладагента.

Рассмотрим несколько популярных моделей, работающих по принципу рекуперации, на примере производителей тепловых насосов – компании SUNDUE.

SDAR-XXX

Приточно-вытяжная установка, предназначенная для отопления и кондиционирования. Работает по принципу рекуперации – закачиваемый с улицы воздух подогревается теплом исходящего потока.

Наличие теплового насоса позволяет сократить нагрузку на встроенные нагревательные элементы. Производительность бытовых устройств – от 300 м³/час, промышленных – до 25 000 м³/час.

SDAR-INV-PL

Пластинчатый приточно-вытяжной рекуператор со встроенным тепловым насосом. Вентилятор нагнетает воздух в противоточный пластинчатый теплообменник, где воздух подогревается тем теплом, которое накопилось в исходящем из помещения потоком.  Но дело в том, что воздух +20 °С не сможет нагреть поток с температурой -20 °С до комнатных значений.  Условно возьмем рекуператор с КПД 100%, 20-20 равно 0, это то значение, которое получится при придуманных нами идеальных условиях.

Как мы знаем современный ТН способен работать с отрицательными температурами.  0 °С удаляемого воздуха это и есть тот низкопотенциальный источник теплоты за счет, которого парокомпрессионный ТН догревает приточку. На улицу при этом выбрасывается воздух значительно ниже 0 °С

Таким образом, описанный выше насос воздух-воздух, интегрированный в ПВУ с рекуператором, повышает общий КПД установки практически в два раза.

Устанавливается в жилых, производственных и офисных зданиях. Позволяет нагревать и охлаждать входящий воздух. Работает, как нагреватель, без дополнительных источников энергии до температуры окружающей среды -10 С. Если температура опускается ниже, подключаются встроенные нагреватели. В летнее время может выполнять функцию кондиционера. Производительность от 300 м³/час до 25 000 м³/час.

SDAR-INV-W

Установка, работающая по тому же принципу что и описанная выше, но вместо пластинчатого рекуператора применяется роторный. Это несколько удорожает конструкцию, но добавляет эффективности рекуперации 5%.

Используется для вентиляции и обогрева в помещениях любого типа – жилых и производственных. Также может выполнять функцию кондиционера. Объем подаваемого воздуха – от 500 м³/час до 25 000 м³/час.

SDAR-INV-HM

Система осушения, работающая по принципу двухуровневой конденсации. Выполняется либо в виде модулей, либо, как единый моноблок. Осушители предназначаются для удаления влаги из воздуха в специализированных помещениях – бассейнах, ванных комнатах, банях. Позволяют контролировать влажность в автоматическом режиме. Производительность – до 25 000 м³/ч. 

Заключение

Системы вентиляции, оснащенные тепловыми насосами, значительно экономичнее традиционных устройств, что позволяет сократить затраты на отопление и кондиционирование.

Учитывая, что данная статья расходов может быть весьма существенной, приобретение теплового насоса дает возможность экономить значительные суммы особенно в тех случаях, когда речь идет о помещениях с большой площадью. Поэтому советуем рассмотреть возможность приобретения рекуператоров, оснащенных тепловыми насосами воздух-воздух.

Тепловой насос ВОЗДУХ-ВОДА — принцип работы



г. Ярославль,
ул. Угличская, 12



+7 (4852) 77-88-88

Заказать звонок

Тепловые насосы типа «воздух-вода» забирают тепло из наружного воздуха и передают его в систему посредством водяного теплоносителя. Создаваемое тепло можно использовать для отопления помещений или для ГВС дома. Тепловые насосы «воздух-вода» являются одними из самых эффективных тепловых насосов с воздушным источником воздуха на рынке.

общая инормация. бесконечный источник.

Выбор подходящего теплового насоса зависит от потребностей дома. Тепловые насосы «воздух-вода», как и другие типы, имеют одно важное общее преимущество — они производят возобновляемую энергию, поскольку земля или воздух технически нагреваются солнцем. В тепловых насосах воздух-воздух и воздух-вода используется аналогичная модель работы.

Используя тепловой насос воздух-вода, вы сокращаете свой углеродный след на 50%. Это потому, что, хотя он работает на электричестве, он в основном использует восполняющую зеленую энергию. Он улавливает теплый воздух  который затем переносится в систему, и обеспечивает оптимальное отопление и горячую воду для вашего дома.

три в одном. отопление, ГВС, охлаждение.

Тепловой насос справляется сразу с тремя задачами: отопление, горячее водоснабжение и вентиляция. Российскому потребителю, регулярно испытывающему на себе переменчивое настроение погоды, такая возможность жизненно необходима.

Какое бы время года не было за окном, тепловой насос создаст комфортную температуру в коттедже, квартире или любом другом помещении.

Этой модели не страшны холода. Тепловой насос продолжает работать при -20ºС. Если столбик термометра опускается ещё ниже, блок управления автоматически включает встроенный погружной нагреватель или дополнительный источник энергии. При этом трубопровод не замерзает, так как заполнен хладагентом, а не водой.
Летом, при условии дополнительного подключения фанкойлов, мы получим приятную прохладу в помещении. 

зеленый взгляд или С любовью к природе.

Наши модели тепловых насосов в полной мере отвечают конвенции Европейского союза по снижению выброса диоксида углерода в атмосферу до 2022. Именно этот опасный газ наносит непоправимый урон озоновому слою Земли.

По данным ученых, 70% СО2 выделяется из-за работающих систем отопления и приготовления горячей воды. Использование тепловых насосов, чья работа основана на возобновляемом источнике энергии, помогло бы значительно уменьшить выброс углекислого газа.

В тепловом насосе отсутствует процесс горения, он забирает энергию, которая уже есть в воздухе, и преобразует в тепло. К тому же в процессе, изготовления и транспортировки этой модели количество затраченной энергии было значительно снижено. Можно смело сказать, что NIBE Split – тепловой насос, который был произведен с заботой об экологии и сам заботится об экологии.

сэкономил — значит заработал. еще и на отоплении

Ни для кого не секрет, что цены на традиционные виды энергетики и природные ресурсы (нефть и газ) в России постоянно растут. Используя тепловой насос, Вы экономите на отоплении, горячем водоснабжении и вентиляции помещения до 80%. При чем сокращение затрат становится ощутимым уже в первый месяц эксплуатации. Конечно, в работе теплового насоса используется электричество. Оно расходуется на работу насоса. Однако электричество — не основной источник энергии, всё дело в воздухе, за который не надо платить.
Тепловая система производит столько горячей воды, сколько необходимо потребителю и оптимально регулируют температуру, не расходуя впустую энергию. Такая отлаженная система не только заботится о ресурсах, но и не увеличивает затраты. Устанавливая тепловой насос, покупатель инвестирует средства не только в свое настоящее, но и в будущее.

какие еще плюсы. почему это выбор многих

Данные модели легко адаптируются к любому строительному решению. Внутренний блок, исполненный в классическом дизайне, занимает не больше места, чем холодильник. Габариты наружного — самые компактные на современном рынке.

 Дополнив отопительную систему аксессуарами, потребитель сможет удаленно управлять работой теплового насоса через Интернет, нагревать воду в бассейне, делать замеры показателей работы насоса. Его возможности ограничены лишь вашей фантазией.

– тепловые насосы воздух\вода компании NIBE просты в установке, эксплуатации и техническом обслуживании.
– Их можно устанавливать практически на любом грунте.
– Насосы могут использовать для своей работы разнообразные источники энергии в зависимости от доступности и цены.
– Идеально подходят для систем подогрева пола и радиаторов, некоторые модели оснащены функцией охлаждения воздуха.
– Для их работы не требуются природный газ, система дымоходов или вентиляции.
– Они долговечны, поэтому вы можете расслабиться и наслаждаться экономичной, простой в обслуживании системой теплоснабжения на протяжении многих лет!

Вы можете оставить заявку на просчет Вашей системы отопления

Отправляя данную форму, Вы подтверждаете свое согласие на обработку персональных данных и на получение специальных предложений по электронной почте.

ПРОДУКЦИЯ

Системы отопления
Вентиляция для частных лиц
Промышленная вентиляция
Тепло из холода
Тепловые насосы
Кондиционеры
Камины и домоходы
Котлы отопления

Системы очистки воды и водоподготовка

УСЛУГИ

Проектирование
Подбор оборудования
Монтаж, пусконаладочные работы

О НАС

Контакты
Политика конфиденциальности
Карта сайта

+7 (4852) 77-88-88

Заказать звонок

Тепловой насос «воздух-воздух» или тепловой насос «воздух-воздух»

Печать

Тепловой насос «воздух-воздух» или «воздух-воздух» может обеспечивать как нагрев, так и охлаждение.

• Зимой тепловой насос извлекает тепло из наружного воздуха и подает его в помещение.
• В жаркие летние дни он работает наоборот, извлекая тепло из комнатного воздуха и перекачивая его наружу для охлаждения дома.

Почти все тепловые насосы типа «воздух-воздух» работают от электричества. У них есть наружный блок компрессора/конденсатора, который соединен трубкой, заполненной хладагентом, с внутренним блоком обработки воздуха. Когда хладагент движется по трубкам системы, он завершает основной цикл охлаждения, нагревая или охлаждая змеевики внутри кондиционера. Вентилятор втягивает комнатный воздух, циркулирует по змеевикам и выталкивает воздух через воздуховод обратно в комнаты.

Когда в особенно холодные дни требуется дополнительный обогрев, внутри воздухообрабатывающего агрегата включаются дополнительные элементы электрического сопротивления, которые согревают проходящий через него воздух.

Инструкции:  Нажмите на горячие точки ниже, чтобы узнать, как работает цикл нагрева воздушного теплового насоса:

Зимой тепловой насос извлекает тепло из наружного воздуха и подает его в помещение. Летом тепловой насос извлекает тепло из комнатного воздуха и выкачивает его на улицу для охлаждения дома.

Инструкции : Наблюдение за циклами нагрева и охлаждения теплового насоса.

Цикл нагрева

Цикл охлаждения

Точка баланса

Как мы узнали, тепловые насосы типа «воздух-воздух» работают за счет извлечения тепла из наружного воздуха. Этим тепловым насосам требуется резервная система для дополнения их нагревательной способности, когда температура наружного воздуха падает ниже определенной температуры.

По мере снижения температуры наружного воздуха потребность дома в отоплении увеличивается, а мощность теплового насоса снижается. В какой-то момент температура потребности дома в отоплении и мощность теплового насоса совпадают. Эта температура называется точка баланса и обычно падает между 30-45 градусами по Фаренгейту. Для любых температур ниже точки баланса потребуется дополнительное тепло.

Чтобы найти точку баланса, потребность в отоплении (БТЕ/ч) дома и мощность теплового насоса (БТЕ/ч) наносятся на график в зависимости от изменений наружной температуры. Место, где пересекаются линии потребности в отоплении дома и линии подачи теплового насоса, является точкой баланса.

Взгляните на график Точки Баланса.

График точки баланса

Эффективность теплового насоса

Эффективность теплового насоса измеряется с использованием термина Коэффициент полезного действия ( COP ), и это отношение полезного тепла, которое перекачивается до более высокой температуры , к единице объема выполненной работы. Мы рассмотрим COP с точки зрения тепловых насосов с воздушным источником.

Общее выражение для КПД тепловой машины можно записать так:

COP=HeatEnergyhotWork

Используя ту же логику, которая использовалась для тепловых машин, это выражение принимает вид:

COP=QhotQhot-Qcold

Где, Q _Hot = подвод тепла при высокой температуре и Q _cold = тепло, отводимое при низкой температуре. Выражение можно переписать как:

COP=(ThotThot-Tcold)

Примечание: T _{горячий} и T _{холодный} должны быть выражены в шкале Кельвина.

‹ Тепловые насосы вверх Примеры теплового насоса «воздух-воздух» или теплового насоса «воздух-воздух» ›

Как работают воздушные тепловые насосы

Хотите сэкономить на счетах за отопление и охлаждение? Прежде чем принять решение, узнайте, как работают воздушные тепловые насосы. Эти распространенные тепловые насосы — недорогой и эффективный вариант для домов и зданий в более мягком климате, где зимы не слишком суровые. Кроме того, последние технологические усовершенствования сделали их жизнеспособным вариантом и в некоторых более холодных климатических условиях.

Вместо сжигания топлива в качестве источника тепла воздушные тепловые насосы работают путем передачи тепла из одного места в другое. Нет необходимости разводить огонь, не требуется дымоход или вентиляция. Воздушные тепловые насосы очень эффективны для обогрева и охлаждения помещений. Они также могут нагревать воду для бытовых нужд, и в качестве дополнительного бонуса они обычно обеспечивают экономию затрат на электроэнергию.

Как работают воздушные тепловые насосы

Если вам интересно, как работают воздушные тепловые насосы, сосредоточьтесь на основных принципах охлаждения. Даже в холодную погоду наружный воздух содержит тепло. Воздушный тепловой насос забирает наружный воздух, извлекает из него тепло и использует это тепло для обогрева вашего дома. Стандартные тепловые насосы с воздушным источником могут извлекать тепло из наружной температуры до 5°. В более теплую погоду происходит обратный процесс, и насос поддерживает прохладу в вашем доме, забирая теплый воздух из помещения и передавая его наружу.

Знаете ли вы, что почти в каждом доме есть своего рода «тепловой насос»? Это ваш домашний холодильник! Он забирает тепло от одного источника и перенаправляет его к другому. В зимнее время он даже обеспечивает бесплатное тепло в области вокруг холодильника. К сожалению, это также означает, что летом холодильник становится тепловой нагрузкой, с которой должен справиться ваш кондиционер.

Компоненты системы воздушного теплового насоса

Большинство систем воздушного теплового насоса состоят из двух блоков: наружного блока и внутреннего блока. Хладагент проходит через систему по контуру. Контур включает четыре основных компонента: испаритель, компрессор, конденсатор (или теплообменник) и расширительный клапан. Когда хладагент проходит через эти компоненты, он превращается из жидкости в газ, поглощая и передавая тепло по мере прохождения через систему.

Наружный воздух поступает через испаритель системы, где его тепло поглощается хладагентом. Поскольку хладагент намного холоднее наружного воздуха, при поглощении энергии воздуха хладагент превращается из жидкости в газ. Затем этот газ проходит через компрессор, который уменьшает объем хладагента и значительно повышает его температуру.

Затем теплый газ всасывается в конденсатор (или теплообменник). На этом этапе тепло из газообразного хладагента извлекается и используется для обогрева дома.

После отвода тепла хладагент снова превращается в жидкость под высоким давлением и проходит через расширительный клапан, где давление сбрасывается. В этот момент хладагент снова может поглощать тепло и направляется обратно в испаритель, чтобы снова пройти цикл.

В более теплую погоду клапан рядом с компрессором позволяет циклу переключаться вспять, вытягивая теплый воздух из вашего дома, чтобы он оставался прохладным.

Преимущества воздушных тепловых насосов

Воздушным тепловым насосам для работы требуется электричество, но они производят больше энергии, чем потребляют. На самом деле эффективность электрического теплового насоса обычно превышает соотношение 3:1. То есть на каждый киловатт электроэнергии, потребляемой системой, вырабатывается три киловатта.

Воздушные тепловые насосы также дешевле в установке, чем геотермальные тепловые насосы, и при правильной установке они могут снизить затраты на электроэнергию в вашем доме до 40%.