Тепловий насос типу повітря-вода огляд технології конструювання

Тепловий насос типу повітря-вода: огляд технології самостійного конструювання

Сучасний тепловий насос повітря вода - пристрій виключно корисне. Навіть якщо температура зовнішнього повітря наближається до нуля, з його допомогою можна успішно обігрівати досить великі приміщення. Якщо теплові насоси типу «земля-вода» або «вода-вода» простіше монтувати в приватному будинку з просторим ділянкою, то модель типу «повітря-вода» без проблем встановлюється в міських будівлях, як житлових, так і офісних.

Як працює дана система?

Навколишній нас світ сповнений енергії, потрібно тільки зібрати її і правильно використовувати. Для цього і призначені теплові насоси повітря вода. З їх допомогою можна зібрати низькопотенційну енергію з навколишнього середовища і перетворити її в високопотенційне тепло, здатне обігріти оселю вельми ефективно. Фахівці називають цей процес зворотним принципом Карно, на основі якого працюють холодильні установки.

За допомогою потужного вентилятора зовні забирається звичайне повітря. Він контактує з випарником, всередині якого знаходиться холодоагент, що циркулює по змійовику. Нагріваючись, холодоагент випаровується і надходить в компресор. Тут він стискається і нагрівається до температури близько 75 градусів і під тиском надходить в конденсатор. Там холодоагент конденсується і переходить в рідкий стан, віддаючи тепло домовик опалювальній системі. Рідкий холодоагент надходить у випарник, де нагрівається під дією зовнішнього повітря і т. Д. Цикл «нагрів-випаровування-стиснення-конденсація» повторюється знову і знову.

Зовнішній блок теплового насоса повітря-вода розміщують на ділянці, вибираючи для цього недалеко від будинку місце з хорошою циркуляцією повітря

Теплові насоси всіх типів рекомендується використовувати в комплекті не з традиційними радіаторами, а з тими видами опалення, які не вимагають підігріву теплоносія до високих температур. До них відносять «тепла підлога», повітряне опалення. радіатори великої площі і т. п.

Переваги та недоліки такого опалення

Сучасний тепловий насос типу повітря вода ефективний і дозволяє помітно заощадити на опаленні, оскільки:

повітря можна назвати найдоступнішим і найдешевшим поновлюваних ресурсом;
вартість монтажу такого агрегату обійдеться дешевше, ніж установка інших видів теплового насоса (грунт-вода, вода-вода і т. п.), а весь процес здійснюється простіше і швидше;
обігрів можна здійснювати навіть при мінусовій температурі зовнішнього повітря;
пристрій працює майже безшумно;
забезпечується ефективний повітрообмін всередині приміщення;
управління установкою можна здійснювати в автоматичному режимі.

Дійсно, при спорудженні повітряного теплового насоса не потрібно бурити свердловини або проводити масштабне вилучення ґрунту, не потрібно споруджувати теплообмінник для зовнішнього контуру і т. Д. Знадобляться два невеликих каналу, по яких повітря буде забиратися, а потім повертатися назовні. Для цього в землі укладають два невеликих утеплених трубопроводу. Існують і моделі, що не потребують таких трубопроводах.

Для теплового насоса «повітря-вода» знадобиться великий вентилятор, який буде подавати повітряні потоки до випарника. Лопаті вентилятора повинні бути закриті гратами

Недоліків у цій конструкції трохи, проте їх слід враховувати. Хоча і вважається, що повітряний тепловий насос може ефективно працювати круглий рік, все ж краще використовувати його в місцевості з м`якою і теплою зимою. Не рекомендується включати такий тепловий насос при температурі нижче -7 градусів. При цьому ККД системи в зимовий час буде нижче, ніж навесні або восени. Хоча виробники стверджують, що промислові моделі теплових насосів цього типу можуть цілком успішно працювати і при -25 за Цельсієм. У місцевості з суворим кліматом найвигіднішим варіантом може виявитися поєднання теплового насоса і традиційного опалювального котла, який включається тільки при настанні сильних холодів.

Зрозуміло, для роботи будь-якого теплового насоса необхідна електроенергія. На кожен витрачений кіловат електроенергії пристрій дозволяє отримати 3-4 кВт природної енергії. Тому в кінцевому рахунку використання теплового насоса для опалення економічно вигідно в порівнянні з витратами на обігрів газом, дизельним, твердим паливом або на опалення за допомогою електричного котла. Однак забувати про залежність системи від наявності електроенергії не варто.

Алгоритм складання саморобного агрегату

Майже всі елементи повітряного теплового насоса можна виготовити самостійно. Компресор рекомендується зняти зі звичайною спліт-системи. Як правило, такий прилад має відповідні характеристики і працює досить безшумно. Крім компресора знадобиться ряд матеріалів:

металевий бак з нержавійки, об`ємом 100 л або більше;
пластикова бочка з широкою горловиною;
труби з міді різного діаметру (товщина стінок труби - не менше 1 мм);
набір муфт і перехідників;
електроди;
зливний кран;
отвоздушіватель ДУ-15;
запобіжний клапан;
манометри;
пристрою для автоматичного управління;
кронштейни для кріплення елементів системи;
фреон та ін.

Зверніть увагу! При включенні компресора потрібно досить великий струм, тому рекомендована розрахункове навантаження електролічильника в будинку повинна бути не менше 40А.

Щоб зробити повітряний тепловий насос, необхідно:

Запастися відповідним компресором і кронштейнами для його монтажу на стіну. Щоб зробити тепловий насос потужністю 9кВт, знадобиться компресор на 7,2 кВт.
Виготовити з мідної трубки змійовик, рівномірно намотавши трубу навколо балона потрібного діаметру.
Для виготовлення конденсатора розрізати навпіл сталевий бак на 100 літрів, вставити всередину мідний змійовик.
Заварити бак і встановити з`єднання. Для установки готового конденсатора також знадобляться кронштейни.
Розрізати пластикову бочку, щоб зробити випарник.
Вставити в випарник мідний змійовик з труби на? дюйма.
Для монтажу випарника на стіну потрібен ще один набір L-подібних кронштейнів.
Поєднати елементи в загальну систему.
Запросити майстра по холодильному обладнанню, який перевірить якість збірки і закачає в систему холодоагент.

Після цього необхідно забезпечити забір зовнішнього повітря і його скидання для контакту з випарником, а також підключити пристрій до системи опалення будинку.

Щоб зробити змійовик з мідної трубки для теплового насоса «повітря-вода», можна взяти балон відповідного діаметру з-під фреону або газу і акуратно намотати трубку на нього

Компресор для теплового насоса «повітря-вода» можна зняти зі спліт-системи, переконавшись, що у нього достатня потужність. Для виготовлення конденсатора підійде металевий бак

Основні принципи роботи повітряного теплового насоса представлені в відеоматеріалі на прикладі промислової моделі:

Зверніть увагу, що якщо прийнято рішення використовувати тепловий насос паралельно з опалювальним котлом, рекомендується при підключенні використовувати байпас.

Кілька слів про розрахунки потужності

Перед початком робіт по створенню насоса, слід визначитися з його потужністю. Не варто робити агрегат «із запасом», оскільки це спричинить зовсім непотрібні матеріальні витрати. Недолік потужності позначиться на ефективності роботи системи, в цьому випадку в будинку буде занадто холодно.

Фахівці для докладних розрахунків потужності теплового насоса використовують спеціальні програми, які дозволяють визначити і інші параметри, наприклад, площа мідного змійовика і т. П. Народні умільці роблять простіше - використовують он-лайн калькулятори, які встановлені на деяких профільних сайтах. В спеціальні поля слід ввести дані про:

регіоні, в якому знаходиться приміщення;
загальної площі приватного будинку;
висоті стель в кімнатах;
ступеня утеплення будівлі.

На підставі цих даних програма видасть розрахункову потужність теплового насоса. Зрозуміло, чим краще утеплено будівлю, тим менше тепла знадобиться для його обігріву, тому вирішити проблему теплоізоляції рекомендується ще до початку монтажу. Для вас же ми наводимо орієнтовні дані для загального ознайомлення.

Орієнтовна залежність необхідної теплопродуктивності ТН від площі будинку з хорошими теплоізоляційними властивостями

Поділися в соціальних мережах:

Схожі