Повітряні теплові насоси: опис, принцип роботи. Тепловий повітряний насос для будинку своїми руками (відгуки)

Серед основних напрямків розвитку інженерного обладнання для приватних домоволодінь можна виділити підвищення продуктивності з ергономікою і розширення функціональності. При цьому все частіше розробники звертають увагу і на енергетичну ефективність технічного оснащення комунікаційних систем. Опалювальна інфраструктура вважається найбільш витратною, тому до засобів її забезпечення компанії виявляють особливий інтерес. Серед найбільш відчутних результатів роботи в цьому напрямку виділяється повітряний тепловий насос, який замінює традиційне опалювальне обладнання, підвищуючи енергоефективність будинку.

Особливості теплових повітряних насосів

Основна відмінність полягає в способі генерації тепла. Більшість сучасних систем опалення передбачають використання в якості джерела традиційні енергоносії. Однак, у випадку з повітряними насосами і для обігріву, і для забезпечення гарячого водопостачання велика частина енергії споживається від природних ресурсів безпосередньо. Близько 20% загального потенціалу відводиться на постачання від звичних станцій. Таким чином, повітряні теплові насоси для опалення будинку економніше витрачають енергію і наносять менший шкоди екологічному середовищі. Примітно, що концептуальні версії насосів розроблялися з метою забезпечення офісних приміщень і підприємств. Але в подальшому технології охопили і сегмент побутового обладнання, дозволяючи рядовим користувачам використовувати вигідні джерела теплової енергії.

Принцип роботи

Весь робочий процес ґрунтується на базі циркуляції хладагента, забирає теплову енергію у джерела. Обігрів відбувається після конденсації повітряних потоків, які стискаються в компресорі. Далі холодоагент в рідкому стані переходить безпосередньо в систему опалення. Тепер можна детальніше розглянути принцип циркуляції теплоносія в конструкції насоса. В газоподібному стані холодоагент відправляється в теплообмінник, укладений у внутрішній блок. Там він віддає тепло приміщенню і перетворюється в рідину. На цьому етапі в справу вступає ресивер, яким також забезпечується повітряний тепловий насос. Принцип роботи стандартної версії цього пристрою припускає, що в цьому блоці рідина буде обмінюватися теплом з холодоагентом, у якої низький тиск. В результаті цього процесу температура утвореної суміші знову знизиться, а рідина відправиться на вихід ресивера. В момент проходження газоподібного холодоагенту через трубу зі зниженим тиском у ресивері його перегрів посилюється, після чого він наповнює компресор.

Технічні характеристики

Основний технічний показник – це потужність, яка у випадку з домашніми моделями варіюється від 25 до 6 кВт. Напівпромислові також можуть використовуватися в комунікаційному забезпечення приватних будинків, якщо потрібно силовий потенціал більш 10 кВт. Що стосується розмірів насосів, то вони відповідають традиційним технологіям. Більш того, їх можна сплутати за зовнішнім виглядом з спліт-системою. Стандартний блок може мати параметри 90х50х35 см. Маса також відповідає типовим кліматичним установок – в середньому 40-60 кг. Звичайно, головне питання стосується спектру визначених температур. Так як повітряний тепловий насос орієнтований на опалювальну функцію, верхня межа вважається цільовим і в середньому досягає 30-40 °C. Правда, випускаються і версії з комбінованими функціями, які також виробляють охолодження приміщення.

Різновиди конструкцій

Існує кілька концепцій вироблення тепла за допомогою повітряного насоса. В результаті і конструкція заточується спеціально під запити конкретної схеми генерації. Найбільш популярна модель, яка передбачає взаємодію в одній системі повітряних потоків і водного носія. Основна класифікація поділяє конструкції за типом організації функціональних блоків. Так, існує повітряний тепловий насос в моноблочному корпусі, а є і моделі, які передбачають виведення назовні за допомогою системи допоміжного сегмента. За великим рахунком, обидві моделі повторюють принцип роботи звичайних кондиціонерів, тільки їх функції і продуктивність підняті на новий рівень.

Застосування сучасних технологій

Інноваційні розробки багато в чому зумовили розвиток класичних кліматичних установок. Зокрема, компанія Mitsubishi використовує в своїх моделях спіральний компресор з двофазним уприскуванням хладагента, що дозволяє обладнання виконувати свою функцію незалежно від температурних умов. Навіть при -15 °С повітряний тепловий насос від японських розробників демонструє продуктивність до 80 %. Крім цього, останні моделі забезпечуються новими системами управління, за рахунок яких забезпечується більш зручна, безпечна та ефективна експлуатація установок. При всій технологічності обладнання зберігається і можливість його інтеграції в традиційні системи опалення з котлами та бойлерами.

Виготовлення повітряних насосів своїми руками

В першу чергу необхідно придбати компресор для майбутньої установки. Він закріплюється в стіні і виконує функцію зовнішнього блоку звичайної спліт-системи. Далі комплекс доповнюється конденсатором, який можна зробити самостійно. Для цієї операції потрібно мідний «змійовик» товщиною близько 1 мм, який потім повинен бути поміщений у пластиковий або металевий корпус – наприклад, бак або цистерну. Підготовлена трубка намотується на серцевину, в якості якої може виступати балон з розмірами, які дозволяють інтегрувати його в бак. Використовуючи перфорований алюмінієвий куточок можна сформувати витки з однаковими проміжками, що зробить ефективніше повітряний тепловий насос. Своїми руками багато домашні умільці виконують і паяння мідної труби з подальшим закачуванням фреону, який виступить холодоагентом. Далі зібрана конструкція підключається до опалювальної системи будинку за допомогою зовнішнього контуру.

Відгуки про саморобних установках

Реалізувати систему, яка буде дублювати функцію заводських насосів цього типу, нескладно. Однак, продуктивність такого агрегату у великому будинку буде ледь відчутна. Користувачі подібних установок скаржаться і на незручність управління системою. Регулювання експлуатаційних параметрів проводиться вручну, що дуже незручно. І це не кажучи про ризики, з точки зору безпеки – це один із найбільших недоліків, якими володіють повітряні теплові насоси. Відгуки, зокрема, відзначають проблеми з переміщенням холодоагенту, вирішувати які можна лише з допомогою фахівців. Є й інші негативні нюанси застосування саморобних повітряних насосів, але їх перекриває перевагу у вигляді копійчаної вартості складання такого агрегату. Для порівняння, фірмова установка оцінюється в 20-30 тис. руб.

Альтернатива повітряним насосів

Паралельно ідеї про використання природної енергії води і повітря останні роки розвиваються і концепції отримання тепла з землі. За цим принципом працюють багато в чому схожі установки, які в якості джерела використовують грунт. Особливістю таких систем є застосування геотермальних зондів в якості теплообмінників. Якщо повітряний тепловий насос передбачає використання холодоагенту з трубчастими конденсаторами, то в цьому випадку передбачається занурення функціональних елементів в землю для акумуляції її ж енергії. Власне, в цьому і полягає головна складність застосування таких систем – в ідеалі вони повинні занурюватися на глибину близько 10 м, що не завжди можливо.

Висновок

Відхід від традиційних джерел енергії не завжди дає очікувані результати. Як правило, розробники прагнуть створювати системи, які в майбутньому позбавить користувача від фінансової залежності від комунікаційного забезпечення. У цьому сенсі повітряний тепловий насос для будинку є одним з найбільш вдалих рішень. Він припускає мінімальні витрати електроенергії на підтримку обігріву, але в той же час не програє класичним системам опалення в плані продуктивності. Вигідна установка теплових насосів не тільки їх ощадливістю, але і зручністю в експлуатації. Конструкція практично не накладає обмежень на використання сучасної електронної начинки, тому виробники прагнуть забезпечувати моделі системами управління останнього покоління.