Dizalica topline zrak-zrak: princip rada, projektiranje, izbor i proračun

Želite li u svoj dom ugraditi konvektorsko grijanje, gdje se za zagrijavanje rashladne tekućine koristi dizalica topline zrak-zrak, čime se značajno štede troškovi grijanja? Složite se da je dobivanje potpunog grijanja u tvrtki s praktički besplatnom toplom vodom vrlo primamljiv pothvat.

Ali ne znate kako izgraditi takav sustav za grijanje prostorija na alternativni način i dobivanje tople vode za kućne potrebe?

Pomoći ćemo vam riješiti ovo pitanje - članak pokriva princip rada i dizajn crpke. Takav sustav će morati trošiti energiju samo na rad kompresora, a glavni volumen topline jednostavno će se uzeti s ulice iz atmosfere, za što još nismo tražili novac.

Također se razmatraju prednosti njegove implementacije u sustav i značajni nedostaci. Posebna pažnja posvećena je odabiru i proračunu pumpe.

A za one koji vole sve raditi vlastitim rukama, predlažemo da sami izgradite takvu pumpu, koristeći dostupne materijale. Kao pomoć, nudimo fotografske materijale i video preporuke o dizajnu i radu zračne dizalice topline.

Karakteristike dizalice topline zrak-zrak

Svaka dizalica topline spada u opremu iz sfere Alternativna energija. Uzima toplinsku energiju zračnih masa na ulici, iz okolnog prostora u zatvorenom prostoru, kako bi njime zagrijao stambene i nestambene objekte.

Ne koristi nikakva zapaljiva goriva.

Vanjska dizalica topline (TN) zrak-zrak sličan je inverterskom klima uređaju, split sustav iz vanjskog i unutarnjeg bloka.

I prema principu rada, više podsjeća na hladnjak, samo što djeluje "obrnuto". Ali za razliku od obje, ova dizalica topline može i hladiti i grijati zračne mase u kući.

Dizalica topline uzima nisku toplinsku energiju iz vanjske atmosfere i njome zagrijava zrak u prostoriji na ugodne temperature

Princip rada i unutarnja struktura

Rad HP-a zrak-zrak temelji se na jednostavnom fizikalnom fenomenu termodinamike - kada tekućina isparava, ona hladi površinu s koje se raspršuje. Na primjer, para iznad šalice vrućeg čaja pokazuje isti učinak.

Obični hladnjak radi na ovom principu. Unutar njega su cijevi kroz koje rashladno sredstvo cirkulira pod visokim pritiskom. Uzima toplinu iz unutrašnjosti zamrzivača i postaje malo toplija.

Zatim se prikupljena toplina ispušta u zrak prostorije kroz izmjenjivač topline (rešetka na stražnjoj strani hladnjaka).

Zimi toplinska pumpa zrak-zrak zagrijava zrak u prostoriji, a ljeti ga može hladiti

A kako bi se rashladno sredstvo ohladilo na radne temperature, komprimira se u kompresoru. Štoviše, tijekom radnog ciklusa freon unutar sustava kompresor-kondenzator-isparivač stalno mijenja iz plinovitog u tekuće i natrag.

Dizalica topline sa izvorom zraka funkcionira na potpuno isti način. Samo uzima toplinu s ulice, a ne iz zatvorenog zamrzivača. Čak i ako je vani mraz, u atmosferi još uvijek ima puno toplinske energije.

Za proizvodnju topline, dizalica topline treba samo energiju utrošenu za rad kompresora. Dijagram detaljno prikazuje proces prijenosa topline

Dizalica topline zrak-zrak sastoji se od sljedećih elemenata:

• kompresor;
• isparivač s prisilnim ventilatorom;
• ekspanzijski ventil;
• bakrene cijevi za pumpanje freona između ulice i kuće;
• kondenzator s ventilatorom koji dovodi zagrijani zrak u prostoriju.

Prva tri elementa čine vanjsku jedinicu, a zadnji pripada unutarnjem dijelu dizalice topline. Toplinski izolirane bakrene cijevi dizajnirane su za kontinuirano kretanje rashladne tekućine između ovih modula split sustava.

Kretanje freona u dizalici topline odvija se u začaranom krugu, zbog čega se on neprestano skuplja i širi

Algoritam rada dizalice topline zrak-zrak je sljedeći:

1. Vanjski zrak se uvlači u vanjsku jedinicu pomoću ventilatora i potiskuje kroz rebra vanjskog isparivača. Freon koji cirkulira kroz izmjenjivač topline apsorbira toplinsku energiju dostupnu u njemu, dok prelazi u plinovito stanje.
2. Plin zatim ulazi u kondenzator, gdje se komprimira. Zatim se pumpa kroz bakrene cijevi do unutarnje jedinice.
3. U kondenzatoru koji se nalazi u kući, plin se pretvara natrag u tekućinu, prenoseći toplinu unutarnjem zraku.
4. Zatim se višak tlaka oslobađa kroz ekspanzijski ventil, a tekući freon se ponovno šalje u primarni isparivač.

Temperatura freona koji ulazi u vanjsku jedinicu uvijek je niža od temperature okoline. Stoga uvijek uzima toplinu iz atmosfere.

Ali razina "hlađenja" rashladne tekućine u sustavu je konstantna, a vanjska temperatura stalno varira.Iz tog razloga, u jakim mrazima, TN gubi svoju učinkovitost.

Ciklus kretanja rashladne tekućine dizalice topline zrak-zrak: 1. komprimira se pomoću kompresora, 2. kondenzira se u izmjenjivaču topline, pri čemu se odaje toplina, 3. ulazi u vanjski izmjenjivač topline u obliku tekućine, 4. tamo isparava, hvatajući toplinsku energiju vanjskog okoliša tijekom isparavanja, 5. ponovno se vraća u kondenzator

Za povećanje snage dizalice topline, površine kondenzatora i isparivača su što veće. A za nesmetan rad zimi, vanjski izmjenjivač topline opremljen je vlastitim sustavom odmrzavanja.

Za i protiv zračne dizalice topline

Svaki tehnički složen sustav ima svoje prednosti i nedostatke. Jedno su reklamne brošure, ali u stvarnosti vlasnici dizalica topline riskiraju naići na određene probleme.

Jedinice za grijanje/hlađenje zrak-zrak korisne su iz više razloga.

Glavne prednosti uključuju:

• Svestranost. Sustavi omogućuju grijanje i hlađenje prostorija ovisno o namjeni prostora, potrebama i klimatskom godišnjem dobu.
• Ekološka prihvatljivost. Omogućuju potpuno zaustavljanje izgaranja prirodnog plina, ugljena, ogrjevnog drva i sl. koji produktima izgaranja zagađuju prirodni okoliš.
• Jednostavan za postavljanje. Sastavljanje sustava od tvornički proizvedenih komponenti nije teško. Dizalicu topline možete sami izgraditi koristeći dostupne materijale.
• Sigurnost od požara. Proces stvaranja topline ne uključuje korištenje goriva. Čak i poremećaji u radu instalacije neće dovesti do požara.
• Ekonomičan. Privlačni su zbog visokog koeficijenta prolaza topline uz minimalne troškove (za 1 kW utrošene električne energije proizvode 4–5 kW topline). Osim toga, brzo se isplaćuju.
• Priuštivost. Trošak tvornički izrađenih sustava omogućuje gotovo svima kupnju dizalice topline. Samostalna instalacija bit će praktički besplatna.
• Jednostavnost korištenja. Tehnički najsloženiji uređaj u sustavu je kompresor čije je održavanje teško podnošljivo. S tipičnim opterećenjem dizalica topline, kompresori rijetko otkazuju prije vremena koje je obećao proizvođač.

Dovoljno je organizirati grijanje u jednoj prostoriji instalirati split sustav, vješanje vanjskog modula na fasadu, a konvektor na unutarnji zid. Za grijanje nekoliko prostorija morat ćete instalirati kanale za distribuciju grijanog zraka.

Za svaki kilovat potrošene električne energije toplinska pumpa proizvede do pet kilovata toplinske energije

Sva kontrola dizalice topline zrak-zrak provodi se pomoću ugrađene automatike. Nećete morati obraćati posebnu pozornost na rad i konfiguraciju ovog sustava. Samo ćete morati redovito čistiti zračne filtre i povremeno ih mijenjati.

Među negativnim aspektima dizalica topline su:

• iako beznačajna, ali ipak pozadinska buka;
• izravna ovisnost učinkovitosti sustava o vanjskoj temperaturi;
• povećanje potrošnje energije kada vani postane hladno;
• prašina koja stalno visi u zraku zbog kontinuiranog rada ventilatora i konvekcije zraka u prostoriji;
• ovisnost o opskrbi električnom energijom (za neprekinuti rad bit će potreban generator).

Na vanjskim temperaturama do -10°C sve radi savršeno, toplina preuzeta s ulice sasvim je dovoljna za stvaranje ugodnih uvjeta u kući. Ali s daljnjim hlađenjem, učinkovitost pumpe za rezanje se smanjuje.

Ako je vikendica izgrađena u području s hladnom klimom i jakim mrazom zimi, onda ne možete bez dodatnog kotla ili kamina.

U toplim klimatskim uvjetima, toplinska pumpa s izvorom topline bez problema se nosi sa zadacima grijanja privatne kuće, ali u jakim mrazima dodatni izvor topline neće naškoditi

Za raspored grijanja zraka Takvi sustavi su idealni. Minimalna potrošnja energije, napor pri instalaciji i problemi održavanja. Ali ne mogu grijati vodu. Da biste to učinili, morat ćete dodatno instalirati kotao ili se povezati s centraliziranim mrežama.

Dizalice topline zrak-zrak optimalan su način grijanja zgrada od drva ili SIP-a. Takve zgrade imaju male gubitke topline, a kapacitet zračne toplinske pumpe za njihovo grijanje je velik.

Ljeti se za grijanje vode u bazenu može koristiti dizalica topline zrak-zrak

Temeljne razlike od klima uređaja

Izvana, dizalica topline zrak-zrak slična je kućnom klimatizacijskom uređaju. Ali ima svoje osebujne karakteristike dizajna i tehničke karakteristike.

Prvi uređaj se koristi kao glavni izvor grijanja, radi tijekom cijele godine. A drugi je više namijenjen hlađenju zraka u ljetnim vrućinama.

Glavna funkcija dizalice topline je grijanje. Međutim, mnogi modeli također mogu hladiti zrak u zatvorenom prostoru. Ali u ovom načinu rada oni su znatno inferiorni u odnosu na klima uređaj u smislu energetske učinkovitosti. Ovo je prilično ekstreman slučaj njihove upotrebe.

Izgledom su klima uređaj i grijač zraka slični, ali imaju potpuno različite namjene i karakteristike rada

S druge strane, mnogi inverter klima uređaji može zagrijati zrak u prostoriji. Ali one troše puno više električne energije od dizalica topline. Svaki uređaj ima svoju svrhu.

Korištenje TZ zrak-zrak prvenstveno je prijelaz na obnovljive izvore energije.

Ovi sustavi su isplativi, unatoč velikom početnom ulaganju novca. Smanjenje računa za grijanje plaća sve početne troškove.

Izbor i proračun dizalice topline

Dizalica topline zrak-zrak bit će učinkovita samo ako je pravilno odabrana. Potrebno je unaprijed izračunati njegovu snagu ovisno o kvadraturi kuće. A tek onda pogledajte cijene različitih proizvođača.

U izračunima se koristi koeficijent energetske učinkovitosti COP (omjer KS snage i utrošene energije).

U "stakleničkim uvjetima" često doseže 4-5 bodova, a najmoderniji modeli dosežu 7-8. Međutim, kada vanjska temperatura padne na -15–20°C, ta brojka naglo pada na samo dva.

Dizalica topline proizvodi optimalnu učinkovitost grijanja pri vanjskim temperaturama od -10...+10 stupnjeva Celzijusa, tako da uzima do ¾ toplinske energije s ulice

Na proračun grijanja zraka mora se uzeti u obzir:

• toplinska izolacija i insolacija prostorija;
• površina soba;
• broj ljudi koji žive u kućici;
• opći klimatski uvjeti područja u kojem se kuća nalazi.

Za većinu domova potrebno je oko 0,7 kW snage dizalice topline na svakih deset četvornih metara. Ali ovdje je sve prilično proizvoljno. Ako su stropovi viši od 2,7 m ili su zidovi i prozori slabo izolirani, bit će potrebno više topline.

Postoje mnogi proizvođači dizalica topline zrak-zrak u Aziji i Europi.

Sustavi imaju dobre recenzije od Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Prijevoznik, Aertec, Panasonic I Toshiba. Gotovo svi njihovi modeli prilagođeni su domaćim uvjetima rada i dobro su se dokazali.

Čak i uz skokove napona, ne prekidaju se i nastavljaju ispravno raditi nakon uključivanja struje.

Cijena zračnih dizalica topline varira od 90 do 450 tisuća rubalja. Ovdje puno ovisi ne samo o snazi ​​jedinice, već io dodatnoj funkcionalnosti i zemlji proizvodnje.

Odabrani modeli nadopunjuju:

• filteri za pročišćavanje i dezinfekciju zraka;
• pomoćni grijači;
• električni generatori;
• GSM moduli za upravljanje sustavom;
• ionizatori i ozonizatori.

Praksa pokazuje da pri mrazima ispod -15 ° C prostorije koje se griju samo toplinsko-zračnom pumpom postaju hladne. A bez dodatnog grijača sobe iskreno ne mirišu ugodno.

Međutim, u južnim regijama, gdje su takvi mrazevi rijetki, HP je prilično učinkovit i više nego opravdava novac potrošen uštedom energetskih resursa.

Domaće iz starog frižidera

Prilično je teško sastaviti dizalicu topline zrak-zrak od pojedinačnih kompresora i kondenzatora bez specijaliziranog inženjerskog znanja. Ali za malu sobu ili staklenik možete koristiti stari hladnjak.

Najjednostavnija zračna toplinska pumpa može se napraviti od hladnjaka tako da se u njega produži zračni kanal s ulice i objesi ventilator na stražnju rešetku izmjenjivača topline.

Da biste to učinili, morate napraviti dvije rupe na prednjim vratima hladnjaka. Kroz prvi, ulični zrak će ući u zamrzivač, a kroz drugi donji će se ispuštati natrag na ulicu.

Istodobno će tijekom prolaska kroz unutarnju komoru dio topline prisutne u njoj predati freonu.

Također možete jednostavno ugraditi rashladni uređaj u zid s otvorenim vratima prema van, a izmjenjivač topline straga u prostoriju. Ali treba uzeti u obzir da će snaga takvog grijača biti mala, a troši puno električne energije.

Zrak u prostoriji zagrijava izmjenjivač topline na stražnjoj strani hladnjaka. No, takva dizalica topline može raditi samo na vanjskim temperaturama ne nižim od plus pet Celzija.

Ovi kućanski aparati namijenjeni su samo za unutarnju upotrebu.

U velikoj vikendici, sustav grijanja zraka morat će se nadopuniti zračnim kanalima koji ravnomjerno raspoređuju topli zrak u svim prostorijama

Montaža dizalice topline zrak-zrak iznimno je jednostavna. Potrebno je ugraditi vanjske i unutarnje blokove, a zatim ih međusobno spojiti krugom s rashladnom tekućinom.

Prvi dio sustava postavlja se na otvorenom: direktno na fasadu, krov ili uz zgradu. Drugi u kući može se postaviti na strop ili zid.

Preporuča se postavljanje vanjske jedinice nekoliko metara od ulaza u kućicu i dalje od prozora, ne zaboravite na buku koju proizvodi ventilator.

A unutarnji je instaliran tako da se protok toplog zraka iz njega ravnomjerno širi po prostoriji.

Ako kuću s više prostorija na različitim etažama planirate grijati pomoću dizalice topline zrak-zrak, morat ćete ugraditi sustav ventilacijskih kanala s prisilnim prozračivanjem.

U ovom slučaju, bolje je naručiti projekt od nadležnog inženjera, inače snaga grijača možda neće biti dovoljna za sve prostorije.

Mjerilo električne energije i zaštitni uređaj moraju moći izdržati vršna opterećenja koja stvara dizalica topline. Kada vani naglo zahladi, kompresor počinje trošiti višestruko više električne energije nego inače.

Za takav grijač zraka najbolje je položiti odvojeni dovodni vod od razvodne ploče.

Posebnu pozornost treba posvetiti ugradnji freonskih cijevi. Čak i najmanje strugotine mogu oštetiti kompresorsku opremu.

Ovdje ne možete bez vještina lemljenja bakra. Općenito, ponovno punjenje rashladnog sredstva treba povjeriti profesionalcu kako bi se kasnije izbjegli problemi s curenjem rashladnog sredstva.

Upute korak po korak za izradu toplinske pumpe iz hladnjaka opisane su u ovaj članak.

Zaključci i koristan video na tu temu

Princip rada toplinskog split sustava zrak-zrak:

Zračna toplinska pumpa u sustavu grijanja dvokatnice:

Inverter klima uređaj ili zračna toplinska pumpa - što je bolje?

Dizalice topline zrak-zrak visoko su učinkoviti uređaji. Jednostavni su za održavanje, praktični za korištenje i ekonomični.

Sada postoji veliki izbor sličnih sustava u prodaji, možete odabrati instalaciju grijanja za svaki dom. Samo trebate pravilno izračunati njegovu snagu, a zatim će učinkovito služiti dugi niz godina.

Što mislite o učinkovitosti i izvedivosti korištenja dizalica topline zrak-zrak? Podijelite svoje mišljenje, ostavite povratne informacije o korištenju jedinica i postavite pitanja. Obrazac za komentare nalazi se ispod.