Тепловой насос Воздух-Воздух для отопления дома

Тепловой насос Воздух-Воздух — электромеханическое устройство, назначение которого: забрать тепловую энергию из окружающего его воздуха и, преобразовывая ее, прогревать помещение, то есть воздух помещения. Отсюда и название «Воздух-Воздух».

Первый бытовой вариант теплового насоса Воздух-Воздух появился в Англии в розничной продаже еще в 60-е годы.

Сплит система теплового насоса Воздух-Воздух

Организация централизованного отопления тепловым насосом Воздух-Воздух

Принцип работы теплового насоса

В основе работы такого устройства лежит комплекс процессов, очень напоминающий «обратную» работу обычного кондиционера, которые, кстати, сегодня уже «умеют» обогревать помещения.

Принцип работы теплового насоса Воздух-Воздух

Согласно второго начала термодинамики, невозможен самопроизвольный переход теплоты от менее нагретых тел к более нагретым. Для такого «переноса» теплоты необходимо затратить дополнительную энергию, то есть выполнить работу.

В тепловых насосах, которые обеспечивают такой «перенос» теплоты, дополнительной энергией является электрическая энергия, а работу выполняет компрессор.

Тепловой насос является парокомпрессионной холодильной установкой, в составе которой 4 основных функциональных блока:

• испаритель;
• компрессор;
• конденсатор;
• вентиль расширительный.

Внешний блок, в котором находятся: испаритель, компрессор, расширительный вентиль и вентилятор для принудительного обдува ребристого испарителя.

Вентилятор производит интенсивный забор воздуха с окружающей среды, обдувая ребристый радиатор испарителя. Внутри испарителя находится хладагент с очень низкой температурой кипения, который способен испаряться даже при низких отрицательных значениях температуры вне помещения.

Газ, полученный в результате испарения хладагента, подается в компрессор.Там в результате сжатия его давление и, соответственно, температура повышаются (кто помнит школьный курс физики, это уравнение Менделеева-Клапейрона).

Горячий газ по теплоизолированному трубопроводу подается в следующий теплообменник-конденсатор внутреннего блока, который находится внутри помещения. Вентилятор внутреннего блока принудительно охлаждает конденсатор, прогоняя через его ребристый радиатор воздух из помещения, и «отбирая» тепло у хладагента.

Хладагент в результате понижения его температуры конденсируется, то есть переходит в жидкое состояние. А затем по трубопроводу возвращается во внешний блок, проходит через расширительный вентиль, назначение которого — резкое понижение  давления хладагента. Пройдя через вентиль, жидкость (часть ее) испаряется, понижая температуру потока, который поступает вновь в испаритель, где при низком давлении опять испаряется, за счет энергии воздуха «улицы».

Цикл замкнулся!

Цикл работы теплового насоса

Условно можно сказать, что компрессор и вентиль расширительный делят весь контур на части высокого и низкого давления. А сам тепловой насос Воздух-Воздух не производит тепло, а просто осуществляет его перенос с одного места в другое. Практик показывает, что в среднем затратив 1 кВт электроэнергии, можно «переместить» в помещение до 5 кВт тепла.

Переключением четырехходового клапана тепловой насос переходит в режим кондиционирования, то есть начинает работать и в обратном направлении, охлаждая в жаркое время воздух внутри помещения. Направление движения хладагента изменяется четырехходовым клапаном.

Организация отопительной системы

Тепловой насос обладает всеми техническими качествами для его практического применения в отопительных коммуникациях дома и его обеспечения горячей водой. Этот процесс отличается высокой экологической «чистотой» и экономичностью, так как около ¾ энергии, необходимой для обогрева, насос получает из окружающей среды, а ¼ берет у электросети.

Распределение потребления энергии тепловым насосом Воздух-Воздух

Экономический фактор сказывается еще и в отсутствии необходимости подводить к дому газовую магистраль, организовывать системы безопасности при использовании жидкостных или твердотопливных котлов.

Для работы в условия очень низких температур (от -15^ОС — -25^ОС) используются бивалентные системы. В таких системах предусмотрен дополнительный источник нагрева внешнего блока. Это может быть контур другого котла отопления дома или электрический нагреватель.

Бивалентный тепловой насос

Вариант установки теплового насоса «Воздух-Воздух»

Использование теплового насоса Воздух-Вода

Видео: отзыв о тепловом насосе Воздух-Воздух