Gaiss-gaiss siltumsūknis: darbības princips, dizains, izvēle un aprēķini

Vēlies savā mājoklī ierīkot konvektora apkuri, kur dzesēšanas šķidruma uzsildīšanai tiek izmantots gaiss-gaiss siltumsūknis, nodrošinot būtisku apkures izmaksu ietaupījumu? Piekrītiet, ka iegūt pilnvērtīgu apkuri uzņēmumā ar karsto ūdeni praktiski bez maksas ir ļoti vilinošs pasākums.

Bet jūs nezināt, kā izveidot šādu sistēmu telpu apsildīšanai alternatīvā veidā un karstā ūdens iegūšanai sadzīves vajadzībām?

Mēs palīdzēsim jums atrisināt šo problēmu - rakstā ir apskatīts sūkņa darbības princips un konstrukcija. Šādai sistēmai būs jātērē enerģija tikai kompresora darbībai, un galvenais siltuma daudzums vienkārši tiks ņemts no ielas no atmosfēras, par ko mums vēl nav prasīta nauda.

Tiek apskatītas arī tās ieviešanas sistēmā priekšrocības un būtiskie trūkumi. Īpaša uzmanība tiek pievērsta sūkņa izvēlei un aprēķināšanai.

Un tiem, kam patīk visu darīt ar savām rokām, mēs iesakām izveidot šādu sūkni pats, izmantojot pieejamos materiālus. Lai palīdzētu, sniedzam fotomateriālus un video ieteikumus par gaisa siltumsūkņa konstrukciju un darbību.

Gaiss-gaiss siltumsūkņa raksturojums

Jebkurš siltumsūknis pieder pie iekārtas no sfēras alternatīvā enerģija. Tas paņem gaisa masu siltumenerģiju uz ielas, no apkārtējās telpas iekštelpās, lai ar to apsildītu dzīvojamos un nedzīvojamos objektus.

Tas neizmanto degošu degvielu.

Ārējais siltumsūknis (TN) gaiss-gaiss ir līdzīgs invertora gaisa kondicionētājam, sadalīta sistēma no ārējā un iekšējā bloka.

Un pēc darbības principa tas vairāk atgādina ledusskapi, tikai tas darbojas “otrādi”. Bet atšķirībā no abiem šis siltumsūknis spēj gan atdzesēt, gan sildīt gaisa masas mājā.

Siltumsūknis paņem zemas kvalitātes siltumenerģiju no āra atmosfēras un ar to uzsilda telpas gaisu līdz komfortablai temperatūrai

Darbības princips un iekšējā struktūra

Gaiss-gaiss HP darbības pamatā ir vienkārša fizikāla termodinamikas parādība – šķidrumam iztvaikojot, tas atdzesē virsmu, no kuras tas izkliedējas. Piemēram, tvaiks virs karstas tējas krūzes demonstrē tādu pašu efektu.

Parasts ledusskapis darbojas pēc šī principa. Tā iekšpusē ir caurules, caur kurām aukstumaģents cirkulē zem augsta spiediena. Tas paņem siltumu no saldētavas iekšpuses, kļūstot nedaudz siltāks.

Pēc tam savāktais siltums caur siltummaini (režģi ledusskapja aizmugurē) tiek izvadīts telpas gaisā.

Ziemā gaiss-gaiss siltumsūknis silda telpas gaisu, bet vasarā var to atdzesēt

Un, lai aukstumaģents varētu atdzist līdz darba temperatūrai, tas tiek saspiests kompresorā. Turklāt darbības cikla laikā sistēmā freons kompresors-kondensators-iztvaicētājs pastāvīgi mainās no gāzveida uz šķidrumu un atpakaļ.

Gaisa avota siltumsūknis darbojas tieši tādā pašā veidā. Tikai tas ņem siltumu no ielas, nevis no slēgtas saldētavas. Pat ja ārā ir sals, atmosfērā joprojām ir daudz siltumenerģijas.

Lai ražotu siltumu, siltumsūknim nepieciešama tikai kompresora darbināšanai patērētā enerģija. Diagramma detalizēti parāda siltuma pārneses procesu

Gaiss-gaiss siltumsūknis sastāv no šādiem elementiem:

• kompresors;
• iztvaicētājs ar piespiedu gaisa ventilatoru;
• izplešanās vārsts;
• vara caurules freona sūknēšanai starp ielu un māju;
• kondensators ar ventilatoru, kas piegādā telpai apsildāmu gaisu.

Pirmie trīs elementi veido ārējo bloku, bet pēdējais pieder siltumsūkņa iekšējai daļai. Siltumizolētās vara caurules ir paredzētas nepārtrauktai dzesēšanas šķidruma kustībai starp šiem sadalītajiem sistēmas moduļiem.

Freona kustība siltumsūknī notiek apburtā lokā, kā rezultātā tas pastāvīgi saraujas un izplešas

Gaiss-gaiss siltumsūkņa darbības algoritms ir šāds:

1. Āra gaiss tiek ievilkts āra blokā ar ventilatora palīdzību un tiek izspiests caur ārējā iztvaicētāja ribām. Freons, kas cirkulē caur siltummaini, absorbē tajā pieejamo siltumenerģiju, pārejot gāzveida stāvoklī.
2. Pēc tam gāze nonāk kondensatorā, kur tā tiek saspiesta. Un tad tas tiek sūknēts pa vara caurulēm uz iekštelpu bloku.
3. Kondensatorā, kas atrodas mājā, gāze atkal pārvēršas šķidrumā, nododot siltumu iekštelpu gaisam.
4. Tad pārspiediens tiek atbrīvots caur izplešanās vārstu, un šķidrais freons atkal tiek nosūtīts uz primāro iztvaicētāju.

Freona temperatūra, kas nonāk ārējā blokā, vienmēr ir zemāka par apkārtējās vides temperatūru. Tāpēc tas vienmēr ņem siltumu no atmosfēras.

Bet dzesēšanas šķidruma “dzesēšanas” līmenis sistēmā ir nemainīgs, un ārējā temperatūra pastāvīgi svārstās.Šī iemesla dēļ stipra sala gadījumā TN zaudē savu efektivitāti.

Gaiss-gaiss siltumsūkņa dzesēšanas šķidruma kustības cikls: 1. to saspiež kompresors, 2. tas kondensējas siltummainī, izdalot siltumu, 3. formā nonāk ārējā siltummainī. šķidruma, 4. tas tur iztvaiko, iztvaikošanas laikā uztverot ārējās vides siltumenerģiju, 5. atkal atgriežas kondensatorā.

Lai palielinātu siltumsūkņa jaudu, kondensatora un iztvaicētāja virsmas tiek izgatavotas pēc iespējas lielākas. Un nepārtrauktai darbībai ziemā ārējais siltummainis ir aprīkots ar savu atkausēšanas sistēmu.

Gaisa siltumsūkņa plusi un mīnusi

Katrai tehniski sarežģītai sistēmai ir savas priekšrocības un trūkumi. Reklāmas brošūras ir viena lieta, taču patiesībā siltumsūkņu īpašnieki riskē saskarties ar noteiktām problēmām.

Gaiss-gaiss apkures/dzesēšanas iekārtas ir izdevīgas vairāku iemeslu dēļ.

Galvenās priekšrocības ietver:

• Daudzpusība. Sistēmas ļauj sildīt un atdzesēt telpas atkarībā no telpas mērķa, vajadzībām un klimatiskā gadalaika.
• Videi draudzīgums. Tie ļauj pilnībā pārtraukt dabasgāzes, ogļu, malkas u.c. dedzināšanu, kas piesārņo dabisko vidi ar sadegšanas produktiem.
• Viegli uzstādīt. Sistēmas montāža no rūpnīcā ražotām detaļām nav grūta. Siltumsūkni var uzbūvēt pats, izmantojot pieejamos materiālus.
• Uguns drošība. Siltuma ģenerēšanas process neietver degvielas izmantošanu. Pat iekārtas darbības traucējumi neizraisīs ugunsgrēkus.
• Ekonomisks. Tie ir pievilcīgi, pateicoties augstajam siltuma pārneses koeficientam ar minimālām izmaksām (uz 1 kW patērētās elektroenerģijas tie ražo 4–5 kW siltuma). Turklāt viņi ātri atmaksājas.
• Pieejamība. Rūpnīcā ražoto sistēmu izmaksas ļauj gandrīz ikvienam iegādāties siltumsūkni. Paštaisīta instalācija būs praktiski bez maksas.
• Lietošanas ērtums. Tehniski sarežģītākā iekārta sistēmā ir kompresors, ar kura apkopi ir grūti tikt galā. Pie tipiskās siltumsūkņu slodzes kompresori reti kad sabojājas pirms ražotāja solītā laika.

Pietiek, lai organizētu apkuri vienā telpā uzstādīt sadalīto sistēmu, pie fasādes piekarināms ārējais modulis, bet iekšējā sienā konvektors. Lai apsildītu vairākas telpas, jums būs jāuzstāda apsildāmā gaisa sadales kanāli.

Uz katru patērēto elektroenerģijas kilovatu siltumsūknis saražo līdz pieciem kilovatiem siltumenerģijas

Visa gaiss-gaiss siltumsūkņa vadība tiek veikta, izmantojot iebūvēto automatizāciju. Jums nebūs jāpievērš īpaša uzmanība šīs sistēmas darbībai un konfigurācijai. Jums būs tikai regulāri jātīra gaisa filtri un laiku pa laikam jāmaina.

Starp siltumsūkņu negatīvajiem aspektiem ir:

• lai arī nenozīmīgs, bet tomēr fona troksnis;
• sistēmas efektivitātes tieša atkarība no ārējās temperatūras;
• enerģijas patēriņa pieaugums, kad ārā kļūst auksts;
• putekļi pastāvīgi karājas gaisā ventilatora nepārtrauktas darbības un gaisa konvekcijas dēļ telpā;
• atkarība no barošanas avota (nepārtrauktai darbībai būs nepieciešams ģenerators).

Āra temperatūrā līdz -10°C viss darbojas lieliski, no ielas paņemtais siltums ir pilnīgi pietiekams, lai mājā radītu komfortablus apstākļus. Bet ar turpmāku dzesēšanu griešanas sūkņa efektivitāte samazinās.

Ja kotedža ir uzcelta vietā ar aukstu klimatu un stiprām salnām ziemā, tad bez papildu katla vai kamīna neiztikt.

Siltā klimatā gaisa siltumsūknis ar privātmājas apkures uzdevumiem tiek galā bez problēmām, bet stiprā salnā nenāks par ļaunu papildu siltuma avots

Priekš gaisa apkures sakārtošana Šādas sistēmas ir ideālas. Minimāls enerģijas patēriņš, uzstādīšanas pūles un apkopes problēmas. Bet viņi nevar sildīt ūdeni. Lai to izdarītu, jums būs papildus jāinstalē katls vai jāpieslēdzas centralizētajiem tīkliem.

Gaiss-gaiss siltumsūkņi ir optimālais veids, kā sildīt ēkas, kas izgatavotas no koka vai SIP. Šādām ēkām ir zemi siltuma zudumi, un gaisa siltumsūkņa jauda to apkurei ir bagātīga.

Vasarā baseina ūdens sildīšanai var izmantot gaiss-gaiss siltumsūkni

Būtiskas atšķirības no gaisa kondicionēšanas

Ārēji gaiss-gaiss siltumsūknis ir līdzīgs sadzīves gaisa kondicionierim. Bet tam ir savas atšķirīgās dizaina iezīmes un tehniskās īpašības.

Pirmā ierīce tiek izmantota kā galvenais apkures avots, kas darbojas visu gadu. Un otrais vairāk paredzēts gaisa dzesēšanai vasaras karstumā.

Siltumsūkņa galvenā funkcija ir apkure. Tomēr daudzi modeļi spēj arī atdzesēt iekštelpu gaisu. Bet šajā darbības režīmā tie ir ievērojami zemāki par gaisa kondicionētāju energoefektivitātes ziņā. Tas drīzāk ir ārkārtējs to izmantošanas gadījums.

Pēc izskata gaisa kondicionieris un gaisa sildītājs ir līdzīgi, taču tiem ir pilnīgi atšķirīgi mērķi un veiktspējas īpašības

No otras puses, daudzi invertora gaisa kondicionieri spēj sildīt iekštelpu gaisu. Bet tie patērē daudz vairāk elektrības nekā siltumsūkņi. Katrai ierīcei ir savs mērķis.

Gaiss-gaiss HP izmantošana galvenokārt ir pāreja uz atjaunojamiem enerģijas avotiem.

Šīs sistēmas ir ekonomiski izdevīgas, neskatoties uz lielo sākotnējo naudas ieguldījumu. Apkures rēķinu samazinājums sedz visas sākotnējās izmaksas.

Siltumsūkņa izvēle un aprēķini

Gaiss-gaiss siltumsūknis būs efektīvs tikai tad, ja tas būs pareizi izvēlēts. Ir nepieciešams iepriekš aprēķināt tā jaudu atkarībā no mājas kvadrātmetra. Un tikai tad apskatiet dažādu ražotāju cenas.

Aprēķinos tiek izmantots energoefektivitātes koeficients COP (ZS jaudas attiecība pret patērēto enerģiju).

“Siltumnīcas apstākļos” tas bieži sasniedz 4–5 punktus, bet modernākie modeļi sasniedz 7–8. Taču, āra temperatūrai nokrītot līdz -15–20°C, šis rādītājs strauji samazinās līdz tikai diviem.

Siltumsūknis nodrošina optimālu apkures veiktspēju pie āra temperatūras -10...+10 grādiem pēc Celsija, tātad tas paņem līdz ¾ siltumenerģijas no ielas.

Plkst gaisa sildīšanas aprēķins jāņem vērā:

• telpu siltumizolācija un siltināšana;
• telpu platība;
• kotedžā dzīvojošo cilvēku skaits;
• vispārējie klimatiskie apstākļi apgabalā, kurā atrodas māja.

Lielākajai daļai māju uz katriem desmit kvadrātmetriem nepieciešams aptuveni 0,7 kW siltumsūkņa jaudas. Bet šeit viss ir diezgan patvaļīgs. Ja griesti ir augstāki par 2,7 m vai sienas un logi ir slikti izolēti, tad būs nepieciešams vairāk siltuma.

Gan Āzijā, gan Eiropā ir daudz gaiss-gaiss siltumsūkņu ražotāju.

Sistēmām ir labas atsauksmes no Daikin, Dimplekss, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Pārvadātājs, Aertec, Panasonic Un Toshiba. Gandrīz visi to modeļi ir pielāgoti vietējiem ekspluatācijas apstākļiem un ir labi pierādījuši sevi.

Pat ar sprieguma pārspriegumiem tie neplīst un turpina darboties pareizi pēc elektrības ieslēgšanas.

Darbojošo gaisa siltumsūkņu cena svārstās no 90 līdz 450 tūkstošiem rubļu. Šeit daudz kas ir atkarīgs ne tikai no iekārtas jaudas, bet arī no papildu funkcionalitātes un ražotāja valsts.

Izvēlētie modeļi papildina:

• filtri gaisa attīrīšanai un dezinfekcijai;
• rezerves sildītāji;
• elektriskie ģeneratori;
• GSM moduļi sistēmu vadībai;
• jonizatori un ozonizatori.

Prakse rāda, ka pie salnām zem -15 ° C telpas, kas tiek apsildītas tikai ar gaisa siltumsūkni, kļūst vēsas. Un bez papildu sildītāja telpas, atklāti sakot, nesmaržo ērti.

Taču dienvidu reģionos, kur šādas salnas ir reti, ZS ir gana efektīva un vairāk nekā attaisno iztērēto naudu, taupot energoresursus.

Paštaisīts no veca ledusskapja

Ir diezgan grūti salikt gaiss-gaiss siltumsūkni no atsevišķiem kompresoriem un kondensatoriem bez specializētām inženierzinātnēm. Bet mazai telpai vai siltumnīcai varat izmantot vecu ledusskapi.

Vienkāršāko gaisa siltumsūkni var izgatavot no ledusskapja, ievelkot tajā gaisa vadu no ielas un piekarinot ventilatoru uz siltummaiņa aizmugurējā režģa

Lai to izdarītu, ledusskapja priekšējās durvīs ir jāizveido divi caurumi. Caur pirmo ielas gaiss ieplūdīs saldētavā, bet pa otro apakšējo tas tiks izvadīts atpakaļ uz ielu.

Tajā pašā laikā, izejot caur iekšējo kameru, tas daļu no tajā esošā siltuma atdos freonam.

Varat arī vienkārši iebūvēt saldēšanas iekārtu sienā ar durvīm, kas ir atvērtas uz āru, un siltummaini, kas atrodas aizmugurē, telpā. Bet jāņem vērā, ka šāda sildītāja jauda būs maza, turklāt tas patērē daudz elektrības.

Gaisu telpā silda siltummainis ledusskapja aizmugurē. Taču šāds siltumsūknis var darboties tikai pie āra temperatūras, kas nav zemāka par plus pieciem Celsija grādiem.

Šīs sadzīves tehnikas ir paredzētas lietošanai tikai iekštelpās.

Lielā kotedžā gaisa apkures sistēma būs jāpapildina ar gaisa vadiem, kas vienmērīgi sadala silto gaisu visās telpās

Gaiss-gaiss siltumsūkņa uzstādīšana ir ārkārtīgi vienkārša. Ir nepieciešams uzstādīt ārējos un iekšējos blokus un pēc tam savienot tos savā starpā ar ķēdi ar dzesēšanas šķidrumu.

Pirmā sistēmas daļa tiek uzstādīta ārpus telpām: tieši uz fasādes, jumta vai blakus ēkai. Otro mājā var novietot pie griestiem vai sienas.

Āra bloku ieteicams uzstādīt dažus metrus no ieejas kotedžā un tālāk no logiem, neaizmirstiet par ventilatora radīto troksni.

Un iekšējais ir uzstādīts tā, lai siltā gaisa plūsma no tā vienmērīgi izplatītos visā telpā.

Ja plānojat apsildīt māju ar vairākām istabām dažādos stāvos, izmantojot gaiss-gaiss siltumsūkni, būs jāierīko piespiedu gaisa ventilācijas kanālu sistēma.

Šajā gadījumā labāk ir pasūtīt projektu no kompetenta inženiera, pretējā gadījumā sildītāja jauda var nepietikt visām telpām.

Elektrības skaitītājam un aizsargierīcei jāspēj izturēt siltumsūkņa radītās maksimālās slodzes. Kad ārā pēkšņi iestājas aukstums, kompresors sāk patērēt elektroenerģiju daudzkārt vairāk nekā parasti.

Vislabāk šādam gaisa sildītājam no sadales paneļa novilkt atsevišķu padeves līniju.

Īpaša uzmanība jāpievērš freona cauruļu uzstādīšanai. Pat mazākās skaidas iekšpusē var sabojāt kompresora aprīkojumu.

Šeit neiztikt bez vara lodēšanas prasmēm. Parasti aukstumaģenta uzpilde jāuztic profesionālim, lai vēlāk izvairītos no problēmām ar aukstumaģenta noplūdi.

Soli pa solim instrukcijas siltumsūkņa izgatavošanai no ledusskapja ir aprakstītas Šis raksts.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Gaiss-gaiss termiskās sadalīšanas sistēmas darbības princips:

Gaisa siltumsūknis divstāvu mājas apkures sistēmā:

Invertora gaisa kondicionieris vai gaisa siltumsūknis - kas ir labāks?

Gaiss-gaiss siltumsūkņi ir ļoti efektīvas ierīces. Tie ir viegli kopjami, ērti lietojami un ekonomiski.

Tagad pārdošanā ir milzīgs līdzīgu sistēmu klāsts, jūs varat izvēlēties apkures iekārtu jebkurai mājai. Jums vienkārši ir pareizi jāaprēķina tā jauda, ​​tad tas efektīvi kalpos daudzus gadus.

Ko jūs domājat par gaiss-gaiss siltumsūkņu izmantošanas efektivitāti un iespējamību? Dalieties savā viedoklī, atstājiet atsauksmes par vienību izmantošanu un uzdodiet jautājumus. Komentāru veidlapa atrodas zemāk.