Тепловий насос повітря-повітря для опалення будинку

Тепловий насос Повітря-Повітря - електромеханічний пристрій, призначення якого: забрати теплову енергію з навколишнього його повітря і, перетворюючи її, прогрівати приміщення, тобто повітря приміщення. Звідси і назва «Повітря-Повітря».

Перший побутової варіант теплового насоса Повітря-Повітря з`явився в Англії в роздрібному продажі ще в 60-і роки.

Спліт система теплового насоса Повітря-Повітря

Організація централізованого опалення тепловим насосом Повітря-Повітря

Принцип роботи теплового насоса

В основі роботи такого пристрою лежить комплекс процесів, дуже нагадує «зворотний» роботу звичайного кондиціонера, які, до речі, сьогодні вже «вміють» обігрівати приміщення.

Принцип роботи теплового насоса Повітря-Повітря

Згідно другого закону термодинаміки, неможливий мимовільний перехід теплоти від менш нагрітих тіл до більш нагрітих. Для такого «перенесення» теплоти необхідно затратити додаткову енергію, тобто виконати роботу.

У теплових насосах, які забезпечують такий «перенесення» теплоти, додатковою енергією є електрична енергія, а роботу виконує компресор.

Тепловий насос є парокомпрессионной холодильною установкою, в складі якої 4 основних функціональних блоку:

випарник;
компресор;
конденсатор;
вентиль розширювальний.

Зовнішній блок, в якому знаходяться: випарник, компресор, розширювальний вентиль і вентилятор для примусового обдування ребристого випарника.

Вентилятор виробляє інтенсивний забір повітря з навколишнього середовища, обдуваючи ребристий радіатор випарника. Усередині випарника знаходиться холодоагент з дуже низькою температурою кипіння, який здатний випаровуватися навіть при низьких негативних значеннях температури поза приміщенням.

Газ, отриманий в результаті випаровування холодоагенту, подається в компрессор.Там в результаті стиснення його тиск і, відповідно, температура підвищуються (хто пам`ятає шкільний курс фізики, це рівняння Менделєєва-Клапейрона).

Гарячий газ по теплоізольованих трубопроводів подається в наступний теплообмінник-конденсатор внутрішнього блоку, який знаходиться всередині приміщення. Вентилятор внутрішнього блоку примусово охолоджує конденсатор, проганяючи через його ребристий радіатор повітря з приміщення, і «відбираючи» тепло у холодоагенту.

Холодоагент в результаті зниження його температури конденсується, тобто переходить в рідкий стан. А потім по трубопроводу повертається в зовнішній блок, проходить через розширювальний вентиль, призначення якого - різке зниження тиску холодоагенту. Пройшовши через вентиль, рідина (частина її) випаровується, знижуючи температуру потоку, який надходить знову у випарник, де при низькому тиску знову випаровується, за рахунок енергії повітря «вулиці».

Цикл замкнувся!

Цикл роботи теплового насоса

Умовно можна сказати, що компресор і вентиль розширювальний ділять весь контур на частини високого і низького тиску. А сам тепловий насос Повітря-Повітря не виробляє тепло, а просто здійснює його перенесення з одного місця в інше. Практик показує, що в середньому витративши 1 кВт електроенергії, можна «перемістити» в приміщення до 5 кВт тепла.

Перемиканням чотириходового клапана тепловий насос переходить в режим кондиціонування, тобто починає працювати і в зворотному напрямку, охолоджуючи в жарку пору повітря всередині приміщення. Напрямок руху холодоагенту змінюється чотирьохходові клапаном.

Організація опалювальної системи

Тепловий насос має всі технічними якостями для його практичного застосування в опалювальних комунікаціях будинку і його забезпечення гарячою водою. Цей процес відрізняється високою екологічною «чистотою» і економічністю, так як близько ¾ енергії, необхідної для обігріву, насос отримує з навколишнього середовища, а ¼ бере у електромережі.

Розподіл споживання енергії тепловим насосом Повітря-Повітря

Економічний фактор позначається ще і у відсутності необхідності підводити до будинку газову магістраль, організовувати системи безпеки при використанні рідинних або твердопаливних котлів.

Для роботи в умови дуже низьких температур (від-15оС - 25оС) використовуються бівалентні системи. У таких системах передбачений додатковий джерело нагріву зовнішнього блоку. Це може бути контур іншого котла опалення будинку або електричний нагрівач.