Виды тепловых насосов воздух-воздух для дома и характеристика оборудования

Воздушная система отопления становится все более популярной у владельцев квартир и частных домов. Повышенный КПД, универсальность применения, удобство и практичность – основные плюсы сетей. Недостаток в энергозависимости схемы и повышенных расходах на обслуживание. Но применяя тепловой насос воздух воздух, пользователь снижает финансовые вложения и получает экономию в 3–5 раз. Рассмотрим достоинства и возможности использования оборудования подробнее.

Что представляет собой тепловой насос воздух-воздух?

Конструктивно и внешне агрегат аналогичен инверторному кондиционеру. Это сплит-система, которая состоит из двух блоков – внешнего и внутреннего. Внешнее сходство дополняется общим принципом работы, но с одним изменением – кондиционер охлаждает потоки, а тепловой насос воздух-воздух их прогревает. Производители выпускают насосное оборудование универсального типа, такие агрегаты могут работать на отопление и охлаждение потоков.

Разновидности тепловых насосов

Схожие по своим конструктивным особенностям, приборы различаются по марке, техническим характеристикам и могут дополняться разными устройствами.

Производители устанавливают:

• резервные нагреватели;
• электрогенераторы;
• систему автоматического управления и контроля;
• фильтры для чистки потоков;
• озонаторы, ионизаторы, увлажнители.

Все дополнительное оборудование необходимо для создания комфортного микроклимата в помещении и выбирается по требованию заказчика. Самыми практичными считаются модели от японских производителей, которые выпускают модули, извлекающие из воздуха низкопотенциальную энергию – такие устройства отличаются экономичностью.

Модельный ряд широк, например, бренд Daikin выпускает оборудование с автоматической системой контроля для жилых, общественных и производственных помещений. Сплит-системы Mitsubishi работают на прогрев и охлаждение, относятся к модулям со сниженным энергопотреблением и сохраняют работоспособность при показателях термометра до -25 С.

Достоинства и недостатки

Что касается преимуществ, то воздушный тепловой насос отличается:

1. Универсальностью применения. Это оборудование позволяет нагревать и охлаждать воздух в зависимости от сезона, пожеланий хозяина.
2. Экологичностью. Благодаря электрической сети питания, устройства не требуют сжигания твердого, жидкого или газообразного топлива, а значит, не выделяют в воздух вредных соединений.
3. Простота установки. Комплект выпускается в готовом виде, приложена подробная инструкция, потому с монтажом справится начинающий мастер. Для опытных хозяев не будет сложностей с изготовлением теплового насоса (ТН) из подручных материалов и недорогих деталей.
4. Безопасность применения. При выходе прибора из строя нет опасности возгорания, замыкания сети.
5. Повышенная энергоэффективность. На 1 кВт электрической энергии устройство выдает до 5 кВт тепловой энергии.

Длительный срок эксплуатации и ценовая доступность дополняют список преимуществ. При соблюдении условий пользования и поддержании оптимальной нагрузки агрегат проработает в 4 раза дольше срока, указанного изготовителем. Что касается стоимости, то приобретение теплового нагревателя и кондиционера обойдется намного дороже, чем обустройство системы с тепловым насосом воздух-воздух.

Для запуска отопления тепловым насосом воздух-воздух в помещении фиксируется конвектор, на фасаде (за окном комнаты) размещается внешний модуль. Понадобится прокладка воздуховодов, по которым будет транспортироваться тепловой поток, но это стоит недорого и для работы не придется вызывать специалиста.

Важно! Комплектация заводских агрегатов предусматривает оснащение сети автоматикой контроля, поэтому участие человека в управлении агрегатом сведено к нулю. Основное требование – регулярная чистка или замена фильтров.

Техника имеет и минусы:

• шум при работе;
• чем ниже температура за окном, тем выше потребление энергии.

На фоне температурных показателях до -15 С тепла, поступающего с улицы, достаточно для работы агрегата, при значительном похолодании эффективность прибора снижается. Для зон с суровым климатом отопление ТН рекомендуется сочетать с источниками дополнительного нагрева.

Общие характеристики оборудования и принцип действия теплового насоса

Системы работают по инверторной технологии. В зависимости от заданной контроллером команды, производительность устройства повышается или понижается. В процессе сжимания газа фреона, компрессор прибавляет часть тепловой энергии к заряду, полученному рабочим телом из наружного воздуха. Это свойство объясняет возможность регулирования температурного режима потока воздуха.

Как работает оборудование для воздушного отопления:

1. Поток уличного воздуха транспортируется через реберную часть теплообменника, который находится в наружном блоке. Теплообменник испаряет фреон, получая тепловую энергию в процессе преобразования газа.
2. После газ попадает в отсек компрессора, сжимается до конденсата, оседая во вторичном теплообменнике – он находится уже в блоке, размещенном внутри комнаты.
3. Переходя из конденсата в жидкое состояние, хладон передает тепловую энергию внутренним потокам воздуха, которые центробежным вентилятором направляются через конденсатор.
4. Как только хладон проходит через клапан расширительного типа, давление жидкого фреона падает, и хладагент снова перемещается в испаритель.

Замкнутый цикл работы повторяется до тех пор, пока агрегат запущен в работу. Получается, что ТН воздух-воздух не только работает на прогрев комнаты, но и постоянно подает в помещение порцию свежего воздуха, засасывая обновленные потоки с улицы.

Правила расчета и выбора тепловых насосов

Чтобы рассчитать мощность оборудования для воздушного отопления частного дома, применяется формула – на 10 м2 площади 0,7 кВт тепловой энергии. Данные средние, приняты для регионов с теплыми зимами. При том, что в доме на 200 м2 нет явных щелей, высота стен всего 2,7 м, но выстроен он в суровом регионе нужен агрегат мощностью минимум 20 кВт. При плохом утеплении, наличии панорамного или французского остекления, больших дверных проемах итоговый показатель мощности увеличивается на 30%.

На заметку! При правильном подборе производительности, ТН прогреет помещения до положенных +23 С в морозы от -25 С. Затраты на отопление будут предельно низкими.

Нюансы, учитываемые при подборе оборудования:

• производительность;
• показатель мощности;
• стоимость;
• наличие дополнительного оборудования в виде фильтров, ионизаторов, увлажнителей;
• марка прибора.

Совет! Если установка изделия и запуск в работу выполняются домашним мастером, не помешает уточнить простоту монтажа и наличие заводских настроек на системе автоматики. Некоторые виды агрегатов оснащаются накопителями для горячей воды, это удобная функция для частного дома.

Система отопления с тепловыми насосами

Отопление воздух-воздух применяется в быту в локальных помещениях или во всем доме. При переоборудовании котельной газовый, электрический котлы станут дополнительным источником тепла, которые пригодятся при значительных понижениях наружной температуры – в этом случае эффективность ТН падает и резервный нагрев поможет справиться с нагрузкой на систему.

Удобнее всего применять тепловой насос как локальное оборудование местного значения, не придется покупать и устанавливать громоздкие агрегаты, подача тепла осуществляется по гибкой системе с регулированием нагрева, при этом поломка одного устройства не выведет из строя всю систему.

Локальная схема имеет и недостатки:

1. Сложности с четким направлением потока прогретого воздуха. Без системы воздуховодов направленности не добиться, а протягивать дополнительные трубопроводы не всегда рационально.
2. Эффективность одного мощного котла прогрева выше, чем совокупная производительность всех тепловых насосов, множество наружных блоков перегрузят фасад.
3. Максимальная протяженность трассы между внешним и внутренним блоком имеет ограничения. Параметры прописываются в техпаспорте устройств и могут стать препятствием для сооружения локальной сети отопления для офиса внутри небольшого строения.

Если обустраивается централизованная подача с применением теплового насоса воздух-воздух, то приобретается один мощный агрегат, прокладывается центральный воздуховод с отводами в каждое отапливаемое помещение. В стенах необходимо пробивать отверстия под воздуховоды, к тому же теплые потоки, подаваемые с потолка, поднимают пыль – но это единственные недостатки сети.

Плюсов больше:

• контроль температурных показателей нагрева во всех помещениях дома;
• доступность интеграции дополнительного оборудования – фильтров, увлажнителей;
• при снижении теплоэффективности, сеть дополняется прибором рекуперации, что минимизирует утечку тепла;
• одно мощное устройство обслуживать намного выгоднее.

На заметку! Установка одного ТН занимает меньше времени на восстановление функциональности при значительных понижениях температуры. Для запуска в работу наружный блок придется прогревать, с одним агрегатом работа пройдет намного быстрее.

Чтобы не сталкиваться с проблемой перемерзания наружных блоков, рекомендуется наладить систему подготовки воздуха на основе почвенного теплообменника – это упростит работу ТН воздух-воздух при понижении температуры.

Набор элементов для формирования воздушного отопления

Чтобы собрать систему, требуется наличие внешнего, внутреннего блоков и контура для транспортировки хладагента. Также пригодится вентилятор, который будет нагнетать воздух в каналы. Воздуховоды и вентиляционное оборудование пригодятся только при формировании централизованной сети, для локального прогрева хватит блоков и контура.

Внутренний блок устанавливается в помещении, наружный выносится за пределы строения. Установка наружного блока допускается на определенном расстоянии от внутреннего – размер удаления указывается в техпаспорте. Что касается внутреннего модуля, он навешивается таким образом, чтобы подавать тепло в локальную зону с учетом эффективности распространения потоков.

Совет! При обустройстве централизованной системы нужны тщательные и сложные расчеты, которые лучше поручить профессионалам. После получения проекта следует оценить его сложность, при отсутствии навыка обустройства системы, пригласить мастеров.

Где применяется воздушная система отопления?

Область использования зависит от типа сети. Прямоточные схемы с постоянным обновлением воздуха в помещении применяются в промышленных цехах, где есть риск скопления взрывоопасных или пожароопасных частиц. Локальный прогрев выгоднее использовать в офисах, частных строениях.

Система выгодна для хозяев домов при условии, если с другими теплоносителями возникают перебои. Например, обустройство газового отопления стартует от 7000$ (450000 руб.) плюс получение разрешений, регулярные проверки, а ТН воздух-воздух стоит от 1000$ (65000 руб.) и уже с первого дня эксплуатации может работать на отопление и охлаждение. Централизованная сеть не потребует разрешений, достаточно правильно просчитать протяженность трубопроводов и мощность агрегата – специалисты возьмут за составление проекта от 150$ (10000 руб.).

Совет! В регионах с суровым климатом в дополнение к ТН важно продумать наличие резервных источников тепла, например, твердотопливного котла. Оборудование снизит нагрузку на насос в период сильных холодов.