Õhk-õhk soojuspump: tööpõhimõte, disain, valik ja arvutused

Soovid oma koju paigaldada konvektorkütte, kus jahutusvedeliku soojendamiseks kasutatakse õhk-õhk soojuspumpa, mis annab olulise kokkuhoiu küttekuludelt? Nõus, et sooja veega ettevõttes täisväärtusliku kütte saamine praktiliselt tasuta on väga ahvatlev ettevõtmine.

Kuid te ei tea, kuidas ehitada sellist süsteemi ruumide kütmiseks alternatiivsel viisil ja sooja vee saamiseks koduseks kasutamiseks?

Aitame teil selle probleemi lahendada - artikkel käsitleb pumba tööpõhimõtet ja konstruktsiooni. Selline süsteem peab kulutama energiat ainult kompressori tööks ja põhiline soojushulk võetakse lihtsalt tänavalt atmosfäärist, mille eest meilt pole veel raha küsitud.

Arvesse võetakse ka selle süsteemi rakendamise eeliseid ja olulisi puudusi. Erilist tähelepanu pööratakse pumba valikule ja arvutamisele.

Ja neile, kellele meeldib kõike oma kätega teha, soovitame olemasolevate materjalide abil sellise pumba ise ehitada. Abiks pakume fotomaterjale ja videosoovitusi õhksoojuspumba konstruktsiooni ja töö kohta.

Õhk-õhk soojuspumba omadused

Iga soojuspump kuulub sfääri seadmete hulka alternatiivenergia. See võtab õhumasside soojusenergia tänavalt, ümbritsevast ruumist siseruumides, et sellega kütta elamuid ja mitteeluruume.

See ei kasuta põlevaid kütuseid.

Väliselt soojuspump (TN) õhk-õhk on sarnane inverterkliimaseadmega, split süsteem välis- ja siseplokist.

Ja tööpõhimõtte kohaselt meenutab see rohkem külmkappi, ainult et see toimib "vastupidi". Kuid erinevalt neist mõlemast on see soojuspump võimeline nii jahutama kui ka soojendama maja õhumassi.

Soojuspump võtab välisõhust madala kvaliteediga soojusenergiat ja soojendab sellega ruumiõhu mugava temperatuurini

Tööpõhimõte ja sisemine struktuur

Õhk-õhk HP töö põhineb lihtsal termodünaamika füüsikalisel nähtusel – vedeliku aurustumisel jahutab see pinda, millelt see hajub. Näiteks aur kuuma tee kohal näitab sama efekti.

Sellel põhimõttel töötab tavaline külmik. Selle sees on torud, mille kaudu külmutusagens kõrge rõhu all ringleb. See võtab sügavkülmiku seest soojust, muutudes veidi soojemaks.

Seejärel lastakse kogutud soojus läbi soojusvaheti (külmiku tagaküljel asuv võre) ruumi õhku.

Talvel soojendab õhk-õhk soojuspump toaõhku, suvel suudab seda jahutada

Ja selleks, et külmutusagens jahtuks töötemperatuurini, surutakse see kompressoris kokku. Veelgi enam, töötsükli ajal süsteemi sees freoon kompressor-kondensaator-aurusti muutub pidevalt gaasilisest vedelaks ja tagasi.

Õhksoojuspump töötab täpselt samamoodi. Ainult see võtab soojust tänavalt, mitte suletud sügavkülmast. Isegi kui väljas on pakane, on atmosfääris ikkagi palju soojusenergiat.

Soojuse tootmiseks vajab soojuspump ainult seda energiat, mis kulub kompressori tööks. Diagramm näitab üksikasjalikult soojusülekande protsessi

Õhk-õhk soojuspump koosneb järgmistest elementidest:

• kompressor;
• sundõhu ventilaatoriga aurusti;
• paisuventiil;
• vasktorud freooni pumpamiseks tänava ja maja vahel;
• ventilaatoriga kondensaator, mis varustab ruumi soojendatud õhku.

Kolm esimest elementi moodustavad välisseadme ja viimane kuulub soojuspumba sisemisse ossa. Soojusisolatsiooniga vasktorud on mõeldud jahutusvedeliku pidevaks liikumiseks nende jagatud süsteemimoodulite vahel.

Freooni liikumine soojuspumbas toimub nõiaringis, mille tulemusena see tõmbub pidevalt kokku ja paisub

Õhk-õhk soojuspumba tööalgoritm on järgmine:

1. Välisõhk tõmmatakse välisseadmesse ventilaatori abil ja surutakse läbi välise aurusti ribide. Soojusvaheti kaudu ringlev freoon neelab selles saadaoleva soojusenergia, minnes samal ajal gaasilisse olekusse.
2. Seejärel siseneb gaas kondensaatorisse, kus see surutakse kokku. Ja siis pumbatakse see läbi vasktorude siseseadmesse.
3. Majas asuvas kondensaatoris muutub gaas tagasi vedelikuks, kandes soojust üle siseõhku.
4. Seejärel vabastatakse liigne rõhk läbi paisuventiili ja vedel freoon suunatakse uuesti esmasesse aurustisse.

Välisseadmesse siseneva freooni temperatuur on alati madalam kui ümbritseva õhu temperatuur. Seetõttu võtab see alati atmosfäärist soojust.

Kuid jahutusvedeliku "jahutuse" tase süsteemis on konstantne ja välistemperatuur kõigub pidevalt.Sel põhjusel kaotab TN tugevate külmade korral oma efektiivsuse.

Õhk-õhk soojuspumba jahutusvedeliku liikumistsükkel: 1. surutakse kokku kompressoriga, 2. kondenseerub soojusvahetis, eraldades soojust, 3. siseneb kujul välissoojusvahetisse. vedelikust 4. see aurustub seal, püüdes aurustumisel väliskeskkonna soojusenergiat, 5 . naaseb uuesti kondensaatorisse

Soojuspumba võimsuse suurendamiseks tehakse kondensaatori ja aurusti pinnad võimalikult suureks. Ja talvel katkematuks tööks on väline soojusvaheti varustatud oma sulatussüsteemiga.

Õhksoojuspumba plussid ja miinused

Igal tehniliselt keerulisel süsteemil on oma eelised ja puudused. Reklaambrošüürid on üks asi, kuid tegelikkuses on soojuspumpade omanikel oht teatud probleemidega kokku puutuda.

Õhk-õhk kütte-/jahutusseadmed on kasulikud mitmel põhjusel.

Peamised eelised hõlmavad järgmist:

• Mitmekülgsus. Süsteemid võimaldavad kütta ja jahutada ruume olenevalt ruumi otstarbest, vajadustest ja kliimahooajast.
• Keskkonnasõbralikkus. Need võimaldavad täielikult lõpetada põlemisproduktidega looduskeskkonda saastavate maagaasi, kivisöe, küttepuude jms põletamise.
• Lihtne paigaldada. Tehases toodetud komponentidest süsteemi kokkupanek pole keeruline. Soojuspumba saate ise ehitada, kasutades olemasolevaid materjale.
• Tuleohutus. Soojuse genereerimise protsess ei hõlma kütuse kasutamist. Isegi häired paigaldise töös ei põhjusta tulekahjusid.
• Ökonoomne. Need on atraktiivsed tänu kõrgele soojusülekandetegurile minimaalsete kuludega (1 kW tarbitud elektrienergia kohta toodavad 4–5 kW soojust). Lisaks maksavad nad end kiiresti ära.
• Taskukohasus. Tehases valmistatud süsteemide maksumus võimaldab peaaegu kõigil soetada soojuspumba. Isetehtud paigaldus on praktiliselt tasuta.
• Kasutusmugavus. Tehniliselt kõige keerulisem seade süsteemis on kompressor, mille hooldusega on raske toime tulla. Soojuspumpade tüüpilise koormuse juures ebaõnnestuvad kompressorid harva enne tootja poolt lubatud aega.

Kütte korraldamiseks ühes ruumis piisab paigaldada split süsteem, fassaadile välismooduli riputamine ja siseseinale konvektor. Mitme ruumi soojendamiseks peate paigaldama soojendusega õhu jaotuskanalid.

Iga tarbitud kilovati elektrienergia kohta toodab soojuspump kuni viis kilovatti soojusenergiat

Kogu õhk-õhk soojuspumba juhtimine toimub sisseehitatud automaatika abil. Te ei pea selle süsteemi toimimisele ja konfiguratsioonile erilist tähelepanu pöörama. Peate ainult õhufiltreid regulaarselt puhastama ja aeg-ajalt vahetama.

Soojuspumpade negatiivsete külgede hulgas on järgmised:

• küll ebaoluline, kuid siiski taustamüra;
• süsteemi efektiivsuse otsene sõltuvus välistemperatuurist;
• energiatarbimise suurenemine, kui väljas on külm;
• ventilaatori pideva töö ja ruumi õhu konvektsiooni tõttu pidevalt õhus rippuv tolm;
• sõltuvus toiteallikast (katkematuks tööks on vaja generaatorit).

Välistemperatuuridel kuni -10°C toimib kõik ideaalselt, tänavalt võetud soojus on täiesti piisav, et luua majas mugavad tingimused. Kuid edasise jahutamise korral lõikepumba efektiivsus väheneb.

Kui suvila on ehitatud külma kliimaga ja talvel tugevate külmadega piirkonda, ei saa te ilma täiendava katla või kaminata hakkama.

Soojas kliimas saab õhksoojuspump eramaja kütteülesannetega probleemideta hakkama, kuid tugevate pakastega ei tee lisasoojusallikas paha.

Sest õhkkütte paigutus Sellised süsteemid on ideaalsed. Minimaalne energiakulu, paigaldus- ja hooldusprobleemid. Kuid nad ei saa vett soojendada. Selleks peate lisaks paigaldama katla või ühendama tsentraliseeritud võrkudega.

Õhk-õhk soojuspumbad on optimaalne viis puidust või SIP-st valmistatud hoonete kütmiseks. Sellistel hoonetel on väikesed soojuskaod ning õhksoojuspumba võimsus nende kütmiseks on külluslik.

Suvel saab basseinivee soojendamiseks kasutada õhk-õhk soojuspumpa

Põhilised erinevused kliimaseadmest

Väliselt on õhk-õhk soojuspump sarnane kodumajapidamises kasutatava kliimaseadmega. Kuid sellel on oma eripärased disainiomadused ja tehnilised omadused.

Esimest seadet kasutatakse peamise kütteallikana, mis töötab aastaringselt. Ja teine ​​on pigem mõeldud suvekuumuses õhu jahutamiseks.

Soojuspumba põhifunktsioon on küte. Paljud mudelid on aga võimelised ka siseõhku jahutama. Kuid selles töörežiimis on need energiatõhususe poolest kliimaseadmest oluliselt madalamad. See on pigem nende kasutamise äärmuslik juhtum.

Välimuselt on kliimaseade ja õhusoojendi sarnased, kuid neil on täiesti erinevad eesmärgid ja tööomadused

Teisest küljest paljud inverter kliimaseadmed saab soojendada siseõhku. Kuid need tarbivad palju rohkem elektrit kui soojuspumbad. Igal seadmel on oma eesmärk.

Õhk-õhk HP kasutamine on eelkõige üleminek taastuvatele energiaallikatele.

Need süsteemid on kulutõhusad, vaatamata suurele esialgsele rahainvesteeringule. Küttearvete vähenemine tasub kõik esialgsed kulud.

Soojuspumba valik ja arvutused

Õhk-õhk soojuspump on efektiivne ainult siis, kui see on õigesti valitud. Selle võimsus on vaja eelnevalt arvutada sõltuvalt maja ruutmeetritest. Ja alles siis vaadake erinevate tootjate hindu.

Arvutustes kasutatakse energiatõhususe koefitsienti COP (HJ võimsuse ja kulutatud energia suhe).

"Kasvuhoonetingimustes" ulatub see sageli 4–5 punktini ja kõige kaasaegsemate mudelite puhul 7–8. Kui aga välistemperatuur langeb -15–20°C-ni, langeb see näitaja järsult vaid kahele.

Soojuspump toodab optimaalset küttejõudlust välistemperatuuril -10...+10 kraadi Celsiuse järgi, seega võtab see kuni ¾ soojusenergiast tänavalt.

Kell õhukütte arvutamine tuleb arvestada:

• ruumide soojusisolatsioon ja insolatsioon;
• ruumide pindala;
• suvilas elavate inimeste arv;
• maja asukoha piirkonna üldised kliimatingimused.

Enamiku kodude puhul kulub iga kümne ruutmeetri kohta umbes 0,7 kW soojuspumba võimsust. Kuid siin on kõik üsna meelevaldne. Kui laed on kõrgemad kui 2,7 m või seinad ja aknad on halvasti soojustatud, on vaja rohkem soojust.

Nii Aasias kui Euroopas on palju õhk-õhk soojuspumpade tootjaid.

Süsteemid on saanud häid hinnanguid Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Kandja, Aertec, Panasonic Ja Toshiba. Peaaegu kõik nende mudelid on kohandatud kodumaistele töötingimustele ja on end hästi tõestanud.

Isegi pingetõusu korral ei purune need ja jätkavad pärast elektri sisselülitamist korralikult tööd.

Töötavate õhksoojuspumpade hind varieerub 90-450 tuhande rubla vahel. Siin sõltub palju mitte ainult seadme võimsusest, vaid ka lisafunktsioonidest ja tootjariigist.

Valitud mudelid täiendavad:

• filtrid õhu puhastamiseks ja desinfitseerimiseks;
• varuküttekehad;
• elektrigeneraatorid;
• GSM-moodulid süsteemihalduseks;
• ionisaatorid ja osonisaatorid.

Praktika näitab, et külmaga alla -15 ° C muutuvad ruumid, mida köetakse ainult soojus-õhkpumbaga, jahedaks. Ja ilma täiendava küttekehata ei lõhna toad ausalt öeldes mugavalt.

Kuid lõunapoolsetes piirkondades, kus selliseid külmasid esineb harva, on HP üsna tõhus ja õigustab rohkem kui energiaressursside säästmisele kuluvat raha.

Vanast külmikust isetehtud

Üksikutest kompressoritest ja kondensaatoritest õhk-õhk soojuspumpa on üsna keeruline kokku panna ilma eriteadmisteta. Kuid väikese ruumi või kasvuhoone jaoks võite kasutada vana külmkappi.

Lihtsaima õhksoojuspumba saab teha külmkapist, pikendades sinna tänavalt õhutoru ja riputades ventilaatori soojusvaheti tagumise võre külge

Selleks tuleb külmkapi esiuksesse teha kaks auku. Esimese kaudu siseneb tänavaõhk sügavkülmikusse ja teise alumise kaudu juhitakse see tagasi tänavale.

Samal ajal eraldab see sisekambrit läbides osa selles olevast soojusest freoonile.

Külmutusmasina võid ehitada ka lihtsalt seina sisse nii, et uks on väljapoole avatud, ja soojusvaheti tagapool tuppa. Kuid tuleb arvestada, et sellise küttekeha võimsus on väike ja see tarbib palju elektrit.

Ruumi õhku soojendab külmiku tagaküljel asuv soojusvaheti. Kuid selline soojuspump saab töötada ainult välistemperatuuril, mis ei ole madalam kui pluss viis Celsiuse kraadi.

Need kodumasinad on mõeldud kasutamiseks ainult siseruumides.

Suures suvilas tuleb õhkküttesüsteemi täiendada õhukanalitega, mis jaotavad sooja õhu ühtlaselt kõikidesse ruumidesse

Õhk-õhk soojuspumba paigaldamine on äärmiselt lihtne. On vaja paigaldada välis- ja siseplokid ning seejärel ühendada need omavahel jahutusvedelikuga vooluringiga.

Süsteemi esimene osa paigaldatakse välitingimustesse: otse fassaadile, katusele või hoone kõrvale. Maja teise saab asetada lakke või seinale.

Välisseade on soovitatav paigaldada mõne meetri kaugusele suvila sissepääsust ja akendest eemale, ärge unustage ventilaatori tekitatavat müra.

Ja sisemine on paigaldatud nii, et sooja õhu vool sellest levib ühtlaselt kogu ruumis.

Kui plaanite maja, kus on mitu tuba erinevatel korrustel, kütta õhk-õhk soojuspumba abil, tuleb paigaldada sundõhu ventilatsioonikanalite süsteem.

Sellisel juhul on parem tellida projekt pädevalt insenerilt, vastasel juhul ei pruugi kütteseadme võimsus kõigi ruumide jaoks piisav.

Elektriarvesti ja kaitseseade peavad taluma soojuspumba tekitatavaid tippkoormusi. Kui väljas on äkiline külm, hakkab kompressor tavapärasest kordades rohkem elektrit tarbima.

Sellise õhusoojendi jaoks on kõige parem paigaldada jaotuspaneelist eraldi toitejuhe.

Erilist tähelepanu tuleks pöörata freoontorude paigaldamisele. Isegi väikseimad kiibid sees võivad kompressoriseadmeid kahjustada.

Siin ei saa ilma vase jootmisoskuseta hakkama. Üldjuhul tuleks külmaaine täitmine usaldada professionaalile, et vältida hilisemaid probleeme külmutusagensi lekkega.

Samm-sammult juhised soojuspumba valmistamiseks külmkapist on kirjeldatud artiklis see artikkel.

Järeldused ja kasulik video sellel teemal

Õhk-õhk termilise jaotuse süsteemi tööpõhimõte:

Õhksoojuspump kahekorruselise maja küttesüsteemis:

Inverterkliimaseade või õhksoojuspump – kumb on parem?

Õhk-õhk soojuspumbad on väga tõhusad seadmed. Neid on lihtne hooldada, mugav kasutada ja ökonoomne.

Nüüd on müügil suur valik sarnaseid süsteeme, küttepaigaldise saate valida iga kodu jaoks. Peate lihtsalt selle võimsuse õigesti arvutama, siis töötab see tõhusalt mitu aastat.

Mida arvate õhk-õhk soojuspumpade kasutamise efektiivsusest ja otstarbekusest? Jagage oma arvamust, andke tagasisidet ühikute kasutamise kohta ja esitage küsimusi. Kommentaari vorm asub allpool.