Šilumos siurblys oras-oras: veikimo principas, konstrukcija, pasirinkimas ir skaičiavimai

Norite savo namuose įsirengti konvektorių šildymą, kur aušinimo skysčiui šildyti naudojamas oras-oras šilumos siurblys, leidžiantis gerokai sutaupyti šildymo išlaidas? Sutikite, kad gauti pilnavertį šildymą įmonėje su karštu vandeniu praktiškai nemokamai – labai viliojantis reikalas.

Bet jūs nežinote, kaip sukurti tokią sistemą, skirtą patalpoms šildyti alternatyviu būdu ir gauti karštą vandenį buitinėms reikmėms?

Mes padėsime jums išspręsti šią problemą - straipsnyje aprašomas siurblio veikimo principas ir konstrukcija. Tokia sistema turės eikvoti energiją tik kompresoriaus darbui, o pagrindinis šilumos kiekis tiesiog bus paimtas iš gatvės iš atmosferos, už ką pinigų dar neprašė.

Taip pat atsižvelgiama į jos įdiegimo į sistemą privalumus ir reikšmingus trūkumus. Ypatingas dėmesys skiriamas siurblio parinkimui ir skaičiavimui.

O mėgstantiems viską daryti savo rankomis siūlome tokį siurblį pasistatyti patiems, naudojant turimas medžiagas. Norėdami padėti, pateikiame foto medžiagą ir video rekomendacijas apie oro šilumos siurblio konstrukciją ir veikimą.

Šilumos siurblio oras-oras charakteristikos

Bet koks šilumos siurblys priklauso įrangai iš sferos Alternatyvi energija. Jis paima oro masių šiluminę energiją gatvėje, iš supančios erdvės viduje, kad ja šildytų gyvenamuosius ir negyvenamuosius objektus.

Jis nenaudoja jokio degiojo kuro.

Išorinis šilumos siurblys (TN) „oras-oras“ yra panašus į inverterinį oro kondicionierių, padalinta sistema iš išorinio ir vidinio bloko.

O pagal veikimo principą labiau primena šaldytuvą, tik veikia „atvirkščiai“. Tačiau skirtingai nei abu, šis šilumos siurblys gali ir vėsinti, ir šildyti namo oro mases.

Šilumos siurblys paima žemos kokybės šiluminę energiją iš lauko atmosferos ir sušildo kambario orą iki patogios temperatūros

Veikimo principas ir vidinė struktūra

Oras-oras HP veikimas pagrįstas paprastu fizikiniu termodinamikos reiškiniu – išgaruodamas skysčiui jis atvėsina paviršių, nuo kurio išsisklaido. Pavyzdžiui, garai virš puodelio karštos arbatos rodo tą patį poveikį.

Šiuo principu veikia įprastas šaldytuvas. Jo viduje yra vamzdeliai, per kuriuos esant aukštam slėgiui cirkuliuoja šaltnešis. Jis paima šilumą iš šaldiklio vidaus, tampa šiek tiek šiltesnis.

Tada surinkta šiluma per šilumokaitį (groteles šaldytuvo gale) išleidžiama į patalpos orą.

Žiemą oras-oras šilumos siurblys šildo patalpos orą, o vasarą gali jį vėsinti

O tam, kad šaltnešis atvėstų iki darbinės temperatūros, jis suspaudžiamas kompresoriuje. Be to, veikimo ciklo metu sistemos viduje yra freono kompresorius-kondensatorius-garintuvas nuolat keičiasi iš dujinio į skystą ir atgal.

Oro šaltinio šilumos siurblys veikia lygiai taip pat. Tik jis ima šilumą iš gatvės, o ne iš uždaro šaldiklio. Net jei lauke šąla, atmosferoje vis tiek yra daug šiluminės energijos.

Norint gaminti šilumą, šilumos siurbliui reikia tik energijos, sunaudojamos kompresoriui valdyti. Diagramoje detaliai parodytas šilumos perdavimo procesas

Oras-oras šilumos siurblys susideda iš šių elementų:

• kompresorius;
• garintuvas su priverstinio oro ventiliatoriumi;
• plėtimosi vožtuvas;
• variniai vamzdžiai freonui siurbti tarp gatvės ir namo;
• kondensatorius su ventiliatoriumi, tiekiantis šildomą orą į patalpą.

Pirmieji trys elementai sudaro išorinį įrenginį, o paskutinis – vidinei šilumos siurblio daliai. Šilumą izoliuoti variniai vamzdžiai skirti nuolatiniam aušinimo skysčio judėjimui tarp šių padalintų sistemos modulių.

Freono judėjimas šilumos siurblyje vyksta užburtame rate, dėl kurio jis nuolat susitraukia ir plečiasi

Šilumos siurblio oras-oras veikimo algoritmas yra toks:

1. Lauko oras ventiliatoriumi įtraukiamas į lauko bloką ir išleidžiamas per išorinio garintuvo pelekus. Per šilumokaitį cirkuliuojantis freonas sugeria jame esančią šiluminę energiją, o pereina į dujinę būseną.
2. Tada dujos patenka į kondensatorių, kur yra suspaudžiamos. Ir tada jis perpumpuojamas variniais vamzdžiais į vidinį bloką.
3. Kondensatoriuje, esančiame name, dujos vėl virsta skysčiu, perduodamos šilumą į patalpų orą.
4. Tada per išplėtimo vožtuvą išleidžiamas perteklinis slėgis, o skystas freonas vėl siunčiamas į pirminį garintuvą.

Freono, patenkančio į išorinį bloką, temperatūra visada yra žemesnė nei aplinkos temperatūra. Todėl jis visada paima šilumą iš atmosferos.

Tačiau aušinimo skysčio „aušinimo“ lygis sistemoje yra pastovus, o lauko temperatūra nuolat svyruoja.Dėl šios priežasties esant dideliems šalčiams TN praranda savo efektyvumą.

Šilumos siurblio oras-oras aušinimo skysčio judėjimo ciklas: 1. suspaudžiamas kompresoriumi, 2. kondensuojasi šilumokaityje, išskirdamas šilumą, 3. formoje patenka į išorinį šilumokaitį. skysčio, 4. jis ten išgaruoja, garuodamas gaudydamas išorinės aplinkos šiluminę energiją, 5. vėl grįžta į kondensatorių.

Siekiant padidinti šilumos siurblio galią, kondensatoriaus ir garintuvo paviršiai daromi kuo didesni. O nepertraukiamam darbui žiemą išoriniame šilumokaityje įrengta atskira atitirpinimo sistema.

Oro šilumos siurblio privalumai ir trūkumai

Kiekviena techniškai sudėtinga sistema turi savų privalumų ir trūkumų. Reklaminės brošiūros yra viena, tačiau iš tikrųjų šilumos siurblių savininkai rizikuoja susidurti su tam tikromis problemomis.

Oras-oras šildymo / vėsinimo įrenginiai yra naudingi dėl daugelio priežasčių.

Tarp pagrindinių privalumų yra šie:

• Universalumas. Sistemos leidžia šildyti ir vėsinti patalpas priklausomai nuo patalpos paskirties, poreikių ir klimato sezono.
• Ekologiškumas. Jie leidžia visiškai nustoti deginti gamtines dujas, anglį, malkas ir kt., kurios teršia gamtinę aplinką degimo produktais.
• Lengva montuoti. Surinkti sistemą iš gamykloje pagamintų komponentų nėra sunku. Šilumos siurblį galite pasistatyti patys naudodami turimas medžiagas.
• Priešgaisrinė sauga. Šilumos gamybos procesas neapima kuro naudojimo. Netgi įrenginio veikimo sutrikimai nesukels gaisro.
• Ekonomiškas. Jie patrauklūs dėl didelio šilumos perdavimo koeficiento minimaliomis sąnaudomis (už 1 kW suvartotos elektros pagamina 4–5 kW šilumos). Be to, jie greitai atsiperka.
• Įperkamumas. Gamykloje pagamintų sistemų kaina leidžia beveik kiekvienam įsigyti šilumos siurblį. Savarankiškai atlikta instaliacija bus praktiškai nemokama.
• Naudojimo paprastumas. Techniškai sudėtingiausias sistemos įrenginys yra kompresorius, kurio priežiūra sunkiai susitvarko. Esant tipinei šilumos siurblių apkrovai, kompresoriai retai sugenda anksčiau nei žadėjo gamintojas.

Pakanka organizuoti šildymą viename kambaryje įdiegti padalintą sistemą, ant fasado pakabinamas išorinis modulis, o ant vidinės sienos – konvektorius. Norėdami šildyti keletą patalpų, turėsite įrengti šildomo oro paskirstymo kanalus.

Už kiekvieną sunaudotą elektros energijos kilovatą šilumos siurblys pagamina iki penkių kilovatų šiluminės energijos

Visas šilumos siurblio oras-oras valdymas atliekamas naudojant įmontuotą automatiką. Šios sistemos veikimui ir konfigūracijai ypatingo dėmesio skirti nereikės. Jums reikės tik reguliariai valyti oro filtrus ir retkarčiais juos pakeisti.

Tarp neigiamų šilumos siurblių aspektų yra šie:

• nors ir nereikšmingas, bet vis tiek foninis triukšmas;
• tiesioginė sistemos efektyvumo priklausomybė nuo išorinės temperatūros;
• energijos suvartojimo padidėjimas, kai lauke šalta;
• dulkės nuolat kabančios ore dėl nuolatinio ventiliatoriaus veikimo ir oro konvekcijos patalpoje;
• priklausomybė nuo maitinimo (nepertraukiamam darbui reikės generatoriaus).

Esant lauko temperatūrai iki -10°C, viskas veikia puikiai, šilumos, paimtos iš gatvės, visiškai pakanka sukurti patogias sąlygas namuose. Tačiau toliau aušinant pjovimo siurblio efektyvumas mažėja.

Jei kotedžas pastatytas vietovėje, kurioje yra šaltas klimatas ir dideli šalčiai žiemą, neapsieisite be papildomo katilo ar židinio.

Šiltame klimate oro šilumos siurblys be problemų susidoroja su privataus namo šildymo užduotimis, tačiau esant dideliam šalčiui papildomas šilumos šaltinis nepakenks.

Dėl oro šildymo išdėstymas Tokios sistemos yra idealios. Minimalus energijos suvartojimas, montavimo pastangos ir priežiūros problemos. Bet jie negali šildyti vandens. Norėdami tai padaryti, turėsite papildomai sumontuoti katilą arba prisijungti prie centralizuotų tinklų.

Šilumos siurbliai oras-oras yra optimalus būdas šildyti pastatus iš medienos arba SIP. Tokie pastatai turi mažus šilumos nuostolius, o oro šilumos siurblio galingumas jiems šildyti yra gausus.

Vasarą baseino vandeniui šildyti galima naudoti šilumos siurblį oras-oras

Esminiai skirtumai nuo oro kondicionavimo

Išoriškai šilumos siurblys oras-oras yra panašus į buitinį oro kondicionierių. Tačiau jis turi savo išskirtines dizaino ypatybes ir technines charakteristikas.

Pirmasis įrenginys naudojamas kaip pagrindinis šildymo šaltinis, veikiantis ištisus metus. O antrasis labiau skirtas oro vėsinimui vasaros karštyje.

Pagrindinė šilumos siurblio funkcija yra šildymas. Tačiau daugelis modelių taip pat gali vėsinti patalpų orą. Tačiau šiuo darbo režimu jie yra žymiai prastesni už oro kondicionierių energijos vartojimo efektyvumo požiūriu. Tai gana kraštutinis jų naudojimo atvejis.

Išvaizda oro kondicionierius ir oro šildytuvas yra panašūs, tačiau jų paskirtis ir veikimo charakteristikos visiškai skiriasi

Kita vertus, daugelis inverteriniai oro kondicionieriai gali šildyti patalpų orą. Tačiau jie sunaudoja daug daugiau elektros nei šilumos siurbliai. Kiekvienas įrenginys turi savo paskirtį.

„Oras-oras“ HP naudojimas pirmiausia yra perėjimas prie atsinaujinančių energijos šaltinių.

Šios sistemos yra ekonomiškos, nepaisant didelių pradinių pinigų investicijų. Sumažėjus sąskaitoms už šildymą, apmokamos visos pradinės išlaidos.

Šilumos siurblio parinkimas ir skaičiavimai

Šilumos siurblys oras-oras bus efektyvus tik tinkamai parinktas. Būtina iš anksto apskaičiuoti jo galią, priklausomai nuo namo kvadratinių metrų. Ir tik tada žiūrėkite į skirtingų gamintojų kainas.

Skaičiavimams naudojamas energijos vartojimo efektyvumo koeficientas COP (AG galios ir sunaudotos energijos santykis).

„Šiltnamio sąlygomis“ dažnai siekia 4–5 balus, o moderniausi modeliai siekia 7–8. Tačiau lauko temperatūrai nukritus iki –15–20°C, šis rodiklis smarkiai nukrenta tik iki dviejų.

Šilumos siurblys sukuria optimalų šildymo našumą esant -10...+10 laipsnių Celsijaus lauko temperatūrai, todėl iš gatvės sunaudoja iki ¾ šilumos energijos.

At oro šildymo skaičiavimas reikia atsižvelgti:

• patalpų šilumos izoliacija ir apšiltinimas;
• kambarių plotas;
• žmonių, gyvenančių kotedže, skaičius;
• bendrosios vietovės, kurioje yra namas, klimato sąlygos.

Daugeliui namų dešimčiai kvadratinių metrų reikia apie 0,7 kW šilumos siurblio galios. Bet čia viskas gana savavališka. Jei lubos yra aukštesnės nei 2,7 m arba sienos ir langai prastai apšiltinti, tuomet šilumos reikės daugiau.

Tiek Azijoje, tiek Europoje yra daug oras-oras šilumos siurblių gamintojų.

Sistemos turi gerų atsiliepimų iš Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Vežėjas, Aertec, Panasonic Ir Toshiba. Beveik visi jų modeliai yra pritaikyti vidaus eksploatavimo sąlygoms ir pasiteisino.

Net esant įtampos šuoliais, jie nelūžta ir įjungus elektrą toliau tinkamai veikia.

Veikiančių oro šilumos siurblių kaina svyruoja nuo 90 iki 450 tūkstančių rublių. Čia daug kas priklauso ne tik nuo įrenginio galios, bet ir nuo papildomo funkcionalumo bei pagaminimo šalies.

Atrinkti modeliai papildo:

• filtrai oro valymui ir dezinfekcijai;
• atsarginiai šildytuvai;
• elektros generatoriai;
• GSM moduliai sistemos valdymui;
• jonizatoriai ir ozonatoriai.

Praktika rodo, kad esant žemesnei nei -15 ° C šalnoms tik šilumos-oro siurbliu šildomos patalpos atvėsina. Ir be papildomo šildytuvo kambariai atvirai nekvepia.

Tačiau pietiniuose regionuose, kur tokių šalnų pasitaiko retai, HP yra gana efektyvus ir daugiau nei pateisina pinigus, išleistus taupant energijos išteklius.

Naminis iš seno šaldytuvo

Surinkti oras-oras šilumos siurblį iš atskirų kompresorių ir kondensatorių be specialių inžinerinių žinių gana sunku. Tačiau mažam kambariui ar šiltnamiui galite naudoti seną šaldytuvą.

Paprasčiausias oro šilumos siurblys gali būti pagamintas iš šaldytuvo, ištraukiant į jį ortakį iš gatvės ir pakabinus ventiliatorių ant galinių šilumokaičio grotelių

Norėdami tai padaryti, šaldytuvo priekinėse duryse turite padaryti dvi skylutes. Per pirmąjį gatvės oras pateks į šaldiklį, o per antrąjį apatinį – išleidžiamas atgal į gatvę.

Tuo pačiu metu, eidamas per vidinę kamerą, dalis joje esančios šilumos atiduos freonui.

Taip pat galite tiesiog pastatyti šaldymo aparatą sienoje, kai durys atidarytos į išorę, o šilumokaitį gale – į patalpą. Tačiau reikia atsižvelgti į tai, kad tokio šildytuvo galia bus nedidelė, o elektros sunaudojama daug.

Oras patalpoje šildomas šaldytuvo gale esančiu šilumokaičiu. Tačiau toks šilumos siurblys gali veikti tik esant ne žemesnei nei plius penkių Celsijaus lauko temperatūrai.

Šie buitiniai prietaisai skirti naudoti tik patalpose.

Dideliame kotedže oro šildymo sistemą teks papildyti ortakiais, kurie tolygiai paskirsto šiltą orą visose patalpose

Šilumos siurblio oras-oras montavimas yra itin paprastas. Būtina sumontuoti išorinius ir vidinius blokus, o tada sujungti juos tarpusavyje grandine su aušinimo skysčiu.

Pirmoji sistemos dalis montuojama lauke: tiesiai ant fasado, stogo arba šalia pastato. Antrasis namuose gali būti dedamas ant lubų arba ant sienos.

Lauko bloką rekomenduojama montuoti kelių metrų atstumu nuo įėjimo į kotedžą ir toliau nuo langų, nepamirškite apie ventiliatoriaus keliamą triukšmą.

O vidinė sumontuota taip, kad šilto oro srautas iš jo tolygiai pasklistų visoje patalpoje.

Jei planuojate namą su keliomis patalpomis skirtinguose aukštuose šildyti naudojant oras-oras šilumos siurblį, teks įrengti priverstinio oro vėdinimo kanalų sistemą.

Tokiu atveju geriau užsakyti projektą iš kompetentingo inžinieriaus, kitaip šildytuvo galios gali nepakakti visoms patalpoms.

Elektros skaitiklis ir apsauginis įtaisas turi atlaikyti didžiausias šilumos siurblio sukuriamas apkrovas. Kai lauke staiga užklumpa šaltis, kompresorius pradeda vartoti daug kartų daugiau elektros nei įprastai.

Tokiam oro šildytuvui geriausia nutiesti atskirą tiekimo liniją nuo paskirstymo skydo.

Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas freoninių vamzdžių montavimui. Net menkiausios viduje esančios drožlės gali sugadinti kompresoriaus įrangą.

Čia neapsieisite be vario litavimo įgūdžių. Apskritai, šaltnešio papildymą reikėtų patikėti profesionalui, kad vėliau būtų išvengta problemų dėl šaltnešio nutekėjimo.

Žingsnis po žingsnio instrukcijos, kaip gaminti šilumos siurblį iš šaldytuvo, aprašytos Šis straipsnis.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Oras-oras terminio padalijimo sistemos veikimo principas:

Oro šilumos siurblys dviejų aukštų namo šildymo sistemoje:

Inverterinis oro kondicionierius ar oro šilumos siurblys – kas geriau?

Šilumos siurbliai oras-oras yra labai efektyvūs įrenginiai. Jie yra lengvai prižiūrimi, patogūs naudoti ir ekonomiški.

Dabar parduodamas didžiulis panašių sistemų asortimentas, galite pasirinkti šildymo įrenginį bet kuriam namui. Jums tereikia teisingai apskaičiuoti jo galią, tada jis efektyviai tarnaus daugelį metų.

Ką manote apie šilumos siurblių oras-oras naudojimo efektyvumą ir galimybes? Pasidalykite savo nuomone, palikite atsiliepimus apie vienetų naudojimą ir užduokite klausimus. Komentarų forma yra žemiau.