Levegő-levegő hőszivattyú: működési elv, tervezés, kiválasztása és számítások

Konvektoros fűtést szeretne beépíteni otthonába, ahol levegő-levegő hőszivattyúval melegítik a hűtőfolyadékot, jelentős fűtési költségmegtakarítást biztosítva? Egyetért azzal, hogy a teljes körű fűtést egy melegvizes társaságban gyakorlatilag ingyenesen megszerezni nagyon csábító vállalkozás.

De nem tudja, hogyan építsen fel egy ilyen rendszert a helyiségek alternatív fűtésére és a háztartási szükségletek meleg víz előállítására?

Segítünk megoldani ezt a kérdést - a cikk lefedi a szivattyú működési elvét és kialakítását. Egy ilyen rendszernek csak a kompresszor működésére kell energiát költenie, és a fő hőmennyiséget egyszerűen az utcáról veszik el a légkörből, amiért még nem kértek pénzt.

Figyelembe veszik a rendszerbe való beépítés előnyeit és jelentős hátrányait is. Különös figyelmet fordítanak a szivattyú kiválasztására és kiszámítására.

És azok számára, akik szeretnek mindent saját kezűleg csinálni, javasoljuk, hogy saját kezűleg készítsenek egy ilyen szivattyút a rendelkezésre álló anyagok felhasználásával. Segítségül fényképes anyagokat és videós ajánlásokat adunk a léghőszivattyú kialakításáról és működéséről.

A levegő-levegő hőszivattyú jellemzői

Bármely hőszivattyú a szférából származó berendezésekhez tartozik alternatív energia. Az utcán lévő légtömegek hőenergiáját beltéren a környező térből veszi fel, hogy ezzel fűtse a lakó- és nem lakáscélú objektumokat.

Nem használ éghető tüzelőanyagot.

Külső hőszivattyú (TN) levegő-levegő hasonló az inverteres klímaberendezéshez, osztott rendszer a külső és belső blokkból.

A működési elv szerint pedig inkább hűtőre emlékeztet, csak „fordítva” működik. De mindkettővel ellentétben ez a hőszivattyú képes a házban lévő légtömegek hűtésére és fűtésére egyaránt.

A hőszivattyú alacsony minőségű hőenergiát vesz fel a kültéri légkörből, és ezzel melegíti fel a helyiség levegőjét kellemes hőmérsékletre

Működési elv és belső felépítés

A levegő-levegő HP működése a termodinamika egyszerű fizikai jelenségén alapul - amikor egy folyadék elpárolog, lehűti azt a felületet, amelyről szétszóródik. Például egy bögre forró tea feletti gőz ugyanezt a hatást mutatja.

A szokásos hűtőszekrény ezen az elven működik. Belül csövek vannak, amelyeken keresztül a hűtőközeg nagy nyomás alatt kering. Hőt vesz fel a fagyasztó belsejéből, kissé felmelegszik.

Ezután az összegyűjtött hő egy hőcserélőn (a hűtőszekrény hátulján lévő rácson) keresztül a helyiség levegőjébe kerül.

Télen a levegő-levegő hőszivattyú felmelegíti a helyiség levegőjét, nyáron pedig hűteni tudja

És annak érdekében, hogy a hűtőközeg lehűljön az üzemi hőmérsékletre, kompresszorban összenyomják. Sőt, a működési ciklus alatt freon a rendszerben kompresszor-kondenzátor-párologtató folyamatosan változik gáz halmazállapotból folyékonyra és vissza.

A levegős hőszivattyú pontosan ugyanígy működik. Csak az utcáról veszi a hőt, és nem a zárt fagyasztóból. Ha kint fagyos is van, akkor is sok hőenergia van a légkörben.

A hőtermeléshez a hőszivattyúnak csak a kompresszor működéséhez szükséges energiára van szüksége. A diagram részletesen bemutatja a hőátadás folyamatát

A levegő-levegő hőszivattyú a következő elemekből áll:

• kompresszor;
• párologtató kényszerlevegős ventilátorral;
• expanziós szelep;
• rézcsövek freon szivattyúzásához az utca és a ház között;
• ventilátoros kondenzátor, amely meleg levegőt szállít a helyiségbe.

Az első három elem alkotja a külső egységet, az utolsó pedig a hőszivattyú belső részéhez tartozik. A hőszigetelt rézcsöveket a hűtőfolyadék folyamatos mozgatására tervezték az osztott rendszermodulok között.

A freon mozgása a hőszivattyúban ördögi körben megy végbe, aminek következtében folyamatosan összehúzódik és kitágul

A levegő-levegő hőszivattyú működési algoritmusa a következő:

1. A kültéri levegőt egy ventilátor szívja be a kültéri egységbe, és átnyomja a külső elpárologtató bordáin. A hőcserélőn keresztül keringő freon elnyeli a benne rendelkezésre álló hőenergiát, miközben gáz halmazállapotba kerül.
2. A gáz ezután belép a kondenzátorba, ahol összenyomódik. Ezután rézcsöveken keresztül a beltéri egységbe szivattyúzzák.
3. A házban elhelyezett kondenzátorban a gáz visszacsapódik folyadékká, hőt adva át a beltéri levegőnek.
4. Ezután a túlnyomást az expanziós szelepen keresztül kiengedik, és a folyékony freont ismét az elsődleges elpárologtatóba küldik.

A külső egységbe belépő freon hőmérséklete mindig alacsonyabb, mint a környezeti hőmérséklet. Ezért mindig hőt vesz fel a légkörből.

De a hűtőfolyadék „hűtési” szintje a rendszerben állandó, és a külső hőmérséklet folyamatosan ingadozik.Emiatt súlyos fagyok esetén a TN elveszti hatékonyságát.

Levegő-levegő hőszivattyú hűtőközegének mozgási köre: 1. kompresszor sűríti, 2. a hőcserélőben kondenzálódik, hőt ad le, 3. formában lép be a külső hőcserélőbe. folyadékból, 4. ott elpárolog, párolgás közben felfogja a külső környezet hőenergiáját, 5. ismét visszakerül a kondenzátorba

A hőszivattyú teljesítményének növelése érdekében a kondenzátor és az elpárologtató felületét a lehető legnagyobbra alakítják ki. A téli zavartalan működés érdekében a külső hőcserélő saját leolvasztó rendszerrel van felszerelve.

A levegős hőszivattyú előnyei és hátrányai

Minden műszakilag összetett rendszernek megvannak a maga előnyei és hátrányai. A reklámfüzetek egy dolog, de a valóságban a hőszivattyúk tulajdonosai bizonyos problémákkal szembesülnek.

A levegő-levegő fűtő/hűtő egységek számos okból előnyösek.

A fő előnyök közé tartozik:

• Sokoldalúság. A rendszerek lehetővé teszik a helyiségek fűtését és hűtését a helyiség rendeltetésétől, az igényektől és az éghajlati évszaktól függően.
• Környezetbarátság. Lehetővé teszik a természetes környezetet égéstermékekkel szennyező földgáz, szén, tűzifa stb. égetésének teljes leállítását.
• Könnyen telepíthető. A rendszer összeállítása gyárilag gyártott alkatrészekből nem nehéz. A rendelkezésre álló anyagok felhasználásával saját maga is megépíthet hőszivattyút.
• Tűzbiztonság. A hőtermelés folyamata nem jár tüzelőanyag felhasználásával. Még a berendezés működésében fellépő zavarok sem vezetnek tüzet.
• Gazdaságos. Minimális költségek mellett magas hőátbocsátási tényezőjük miatt vonzóak (1 kW elfogyasztott villamos energiára 4-5 kW hőt termelnek). Ráadásul gyorsan megtérülnek.
• Megfizethetőség. A gyárilag gyártott rendszerek költsége szinte mindenki számára lehetővé teszi, hogy hőszivattyút vásároljon. A saját készítésű telepítés gyakorlatilag ingyenes lesz.
• Egyszerű használat. A rendszer műszakilag legbonyolultabb eszköze a kompresszor, melynek karbantartása nehezen birkózik meg. A hőszivattyúkra jellemző terhelés mellett a kompresszorok ritkán hibásodnak meg a gyártó által ígért idő előtt.

Elegendő a fűtést egy szobában megszervezni osztott rendszert telepíteni, a homlokzatra külső modult, a belső falra konvektort akasztunk. Több helyiség fűtéséhez fűtött levegőelosztó csatornákat kell telepítenie.

A hőszivattyú minden elfogyasztott elektromos áram kilowattjára legfeljebb öt kilowatt hőenergiát termel

A levegő-levegő hőszivattyú minden vezérlését beépített automatika végzi. Nem kell különös figyelmet fordítania a rendszer működésére és konfigurációjára. Csak a légszűrőket kell rendszeresen tisztítania és időnként cserélnie.

A hőszivattyúk negatív tulajdonságai közé tartozik:

• bár jelentéktelen, de mégis háttérzaj;
• a rendszer hatékonyságának közvetlen függése a külső hőmérséklettől;
• az energiafogyasztás növekedése, ha kint lehűl;
• a levegőben folyamatosan lógó por a ventilátor folyamatos működése és a helyiség légáramlása miatt;
• függőség az áramellátástól (a zavartalan működéshez generátorra lesz szükség).

-10°C-ig terjedő külső hőmérsékleten minden tökéletesen működik, az utcáról felvett hő bőven elég ahhoz, hogy kényelmes körülményeket teremtsen a házban. De további hűtéssel a vágószivattyú hatásfoka csökken.

Ha a nyaraló hideg éghajlatú és télen súlyos fagyos területen épült, akkor nem nélkülözheti egy további kazán vagy kandalló.

Meleg éghajlaton a levegős hőszivattyú gond nélkül megbirkózik a magánház fűtési feladataival, de súlyos fagyok esetén nem árt egy kiegészítő hőforrás

Mert légfűtés elrendezése Az ilyen rendszerek ideálisak. Minimális energiafogyasztás, telepítési erőfeszítés és karbantartási problémák. De vizet nem tudnak melegíteni. Ehhez további kazánt kell telepítenie, vagy csatlakoznia kell a központi hálózatokhoz.

A levegő-levegő hőszivattyúk az optimális módja a fából vagy SIP-ből készült épületek fűtésének. Az ilyen épületek hővesztesége alacsony, és a fűtésükhöz elegendő a levegős hőszivattyú kapacitása.

Nyáron levegő-levegő hőszivattyúval lehet melegíteni a medence vizét

Alapvető különbségek a légkondicionálóhoz képest

Külsőleg a levegő-levegő hőszivattyú hasonló a háztartási klímaberendezéshez. De megvannak a saját jellegzetes tervezési jellemzői és műszaki jellemzői.

Az első készüléket fő fűtési forrásként használják, egész évben üzemel. A második pedig inkább a levegő hűtésére szolgál a nyári melegben.

A hőszivattyú fő funkciója a fűtés. Sok modell azonban képes a beltéri levegő hűtésére is. De ebben az üzemmódban energiahatékonyság szempontjából lényegesen alacsonyabbak a légkondicionálónál. Ez inkább a használatuk szélsőséges esete.

Kinézetre a légkondicionáló és a légfűtő hasonló, de teljesen eltérő céljaik és teljesítményjellemzői

Másrészt sok inverteres klímaberendezések felmelegítheti a beltéri levegőt. De sokkal több áramot fogyasztanak, mint a hőszivattyúk. Minden eszköznek megvan a maga célja.

A levegő-levegő HP alkalmazása elsősorban a megújuló energiaforrásokra való átállást jelenti.

Ezek a rendszerek a nagy kezdeti pénzbefektetés ellenére költséghatékonyak. A fűtési számla csökkenése fedezi az összes kezdeti költséget.

Hőszivattyú kiválasztása és számításai

A levegő-levegő hőszivattyú csak akkor lesz hatékony, ha megfelelően van kiválasztva. Előre ki kell számítani a teljesítményét a ház négyzetméterétől függően. És csak ezután nézze meg a különböző gyártók árait.

A számítások a COP energiahatékonysági együtthatót (a HP teljesítmény és a felhasznált energia aránya) használják.

„Üvegházi körülmények között” gyakran eléri a 4–5 pontot, a legmodernebb modellek pedig a 7–8. Amikor azonban a külső hőmérséklet -15–20 °C-ra csökken, ez a szám meredeken, mindössze kettőre csökken.

A hőszivattyú -10...+10 Celsius fokos külső hőmérsékleten ad optimális fűtési teljesítményt, így a hőenergia akár ¾-ét az utcáról veszi el.

Nál nél légfűtés számítása figyelembe kell venni:

• helyiségek hőszigetelése és szigetelése;
• a szobák területe;
• a házban élők száma;
• annak a területnek az általános éghajlati feltételei, ahol a ház található.

A legtöbb lakás esetében tíz négyzetméterenként körülbelül 0,7 kW hőszivattyú teljesítményre van szükség. De itt minden meglehetősen önkényes. Ha a mennyezet 2,7 m-nél magasabb, vagy a falak és az ablakok rosszul szigeteltek, akkor több hőre lesz szükség.

Ázsiában és Európában is számos levegő-levegő hőszivattyú gyártó létezik.

A rendszerekről jó vélemények vannak Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Hordozó, Aertec, Panasonic És Toshiba. Szinte minden modelljük a hazai működési feltételekhez igazodik, és jól bevált.

Még túlfeszültség esetén sem törnek el, és az áram bekapcsolása után is megfelelően működnek.

A működő levegős hőszivattyúk ára 90-450 ezer rubel között mozog. Itt sok múlik nemcsak az egység teljesítményén, hanem a további funkciókon és a gyártási országon is.

A kiválasztott modellek kiegészítik:

• szűrők a levegő tisztítására és fertőtlenítésére;
• tartalék fűtőtestek;
• elektromos generátorok;
• GSM modulok a rendszerfelügyelethez;
• ionizálók és ózonizálók.

A gyakorlat azt mutatja, hogy -15 ° C alatti fagyok esetén a csak hő-levegőszivattyúval fűtött helyiségek lehűlnek. És kiegészítő fűtés nélkül a szobák őszintén szólva nem kellemes szagúak.

A déli régiókban azonban, ahol ritkák az ilyen fagyok, a HP meglehetősen hatékony, és több mint indokolja az energiaforrások megtakarítására fordított pénzt.

Házi készítésű egy régi hűtőszekrényből

Speciális mérnöki ismeretek nélkül meglehetősen nehéz egyedi kompresszorokból és kondenzátorokból levegő-levegő hőszivattyút összeállítani. De egy kis helyiséghez vagy üvegházhoz használhat egy régi hűtőszekrényt.

A legegyszerűbb levegős hőszivattyú elkészíthető hűtőből, ha az utcáról légcsatornát húzunk bele, és a ventilátort a hőcserélő hátsó rácsára akasztjuk.

Ehhez két lyukat kell készítenie a hűtőszekrény bejárati ajtajában. Az elsőn keresztül az utcai levegő a fagyasztóba jut, a második alsón pedig vissza az utcára.

Ugyanakkor a belső kamrán való áthaladás során a benne lévő hő egy részét a freonnak adja le.

A hűtőgépet egyszerűen beépítheti a falba úgy, hogy az ajtó kifelé nyílik, a hőcserélőt pedig hátul a helyiségbe. De figyelembe kell venni, hogy egy ilyen fűtőelem teljesítménye kicsi lesz, és sok áramot fogyaszt.

A helyiség levegőjét a hűtőszekrény hátulján található hőcserélő melegíti fel. Egy ilyen hőszivattyú azonban csak plusz öt Celsius-foknál nem alacsonyabb külső hőmérsékleten tud működni.

Ezek a háztartási készülékek csak beltéri használatra készültek.

Egy nagy házban a légfűtési rendszert légcsatornákkal kell kiegészíteni, amelyek egyenletesen osztják el a meleg levegőt az összes szobában

A levegő-levegő hőszivattyú telepítése rendkívül egyszerű. Fel kell szerelni a külső és a belső blokkokat, majd csatlakoztatni kell őket egy hűtőfolyadékos áramkörrel.

A rendszer első részét a szabadban kell felszerelni: közvetlenül a homlokzatra, a tetőre vagy az épület mellé. A második a házban a mennyezetre vagy a falra helyezhető.

Javasoljuk, hogy a kültéri egységet a ház bejáratától néhány méterre, az ablakoktól távol helyezze el, ne feledkezzen meg a ventilátor által keltett zajról.

És a belső úgy van felszerelve, hogy a meleg levegő áramlása egyenletesen terjedjen a helyiségben.

Ha egy több helyiségből álló házat különböző emeleteken kíván fűteni levegő-levegő hőszivattyúval, akkor kényszerlevegős szellőzőcsatorna-rendszert kell kiépítenie.

Ebben az esetben jobb, ha a projektet hozzáértő mérnöktől rendeli meg, különben a fűtőelem teljesítménye nem elegendő az összes helyiséghez.

Az árammérőnek és a védőberendezésnek el kell viselnie a hőszivattyú által keltett csúcsterhelést. Amikor kint hirtelen lehűlés támad, a kompresszor a szokásosnál többszöröse áramot fogyaszt.

A legjobb, ha egy ilyen légmelegítőhöz külön tápvezetéket fektet le az elosztópaneltől.

Különös figyelmet kell fordítani a freoncsövek felszerelésére. Még a legkisebb forgács is károsíthatja a kompresszor berendezést.

Itt nem nélkülözheti a rézforrasztási ismereteket. A hűtőközeg utántöltést általában szakemberre kell bízni, hogy elkerüljük a későbbi hűtőközeg-szivárgás problémáit.

A hűtőből készült hőszivattyú elkészítésének lépésről lépésre történő leírását a cikk tartalmazza ez a cikk.

Következtetések és hasznos videó a témában

A levegő-levegő termikus split rendszer működési elve:

Levegő hőszivattyú egy kétszintes ház fűtési rendszerében:

Inverteres klíma vagy léghőszivattyú – melyik a jobb?

A levegő-levegő hőszivattyúk rendkívül hatékony eszközök. Könnyen karbantarthatók, kényelmesen használhatók és gazdaságosak.

Jelenleg a hasonló rendszerek hatalmas választéka kapható, bármelyik házhoz választhat fűtési rendszert. Csak helyesen kell kiszámítania a teljesítményét, akkor sok évig hatékonyan fog szolgálni.

Mi a véleménye a levegő-levegő hőszivattyúk használatának hatékonyságáról és megvalósíthatóságáról? Ossza meg véleményét, hagyjon visszajelzést az egységek használatáról, és tegyen fel kérdéseket. A megjegyzés űrlap lent található.