Luft-til-luft varmepumpe: driftsprincip, design, valg og beregninger

Ønsker du at installere konvektorvarme i dit hjem, hvor en luft-til-luft varmepumpe bruges til at opvarme kølevæsken, hvilket giver betydelige besparelser på varmeudgifterne? Enig i, at det er en meget fristende opgave at få fuld opvarmning i en virksomhed med varmt vand praktisk talt gratis.

Men du ved ikke, hvordan man bygger et sådant system til at opvarme rum på en alternativ måde og få varmt vand til husholdningsbehov?

Vi hjælper dig med at løse dette problem - artiklen dækker princippet om drift og design af pumpen. Et sådant system skal kun bruge energi på driften af ​​kompressoren, og hovedvolumen af ​​varme vil simpelthen blive taget fra gaden fra atmosfæren, som vi endnu ikke er blevet bedt om at betale penge for.

Fordelene ved dens implementering i systemet og væsentlige ulemper tages også i betragtning. Der lægges særlig vægt på udvælgelsen og beregningen af ​​pumpen.

Og for dem, der kan lide at gøre alt med egne hænder, foreslår vi at bygge en sådan pumpe selv ved hjælp af tilgængelige materialer. For at hjælpe giver vi fotografiske materialer og videoanbefalinger om design og drift af en luftvarmepumpe.

Karakteristika for luft-til-luft varmepumpe

Enhver varmepumpe hører til udstyr fra kuglen alternativ energi. Det tager den termiske energi fra luftmasser på gaden, fra det omgivende rum indendørs, for at opvarme bolig- og ikke-beboelsesgenstande med det.

Den bruger ikke brændbare brændstoffer.

Ekstern varmepumpe (TN) luft-til-luft ligner et inverter klimaanlæg, split system fra den ydre og indre blok.

Og ifølge driftsprincippet minder det mere om et køleskab, kun det virker "omvendt". Men i modsætning til dem begge er denne varmepumpe i stand til både at køle og opvarme luftmasserne i huset.

Varmepumpen tager lavkvalitets termisk energi fra den udendørs atmosfære og opvarmer rumluften med den til behagelige temperaturer

Driftsprincip og intern struktur

Driften af ​​en luft-til-luft HP er baseret på et simpelt fysisk fænomen af ​​termodynamik - når en væske fordamper, afkøler den overfladen, hvorfra den er spredt. For eksempel viser damp over et krus varm te samme effekt.

Et almindeligt køleskab fungerer efter dette princip. Indeni er der rør, hvorigennem kølemidlet cirkulerer under højt tryk. Den tager varme fra indersiden af ​​fryseren og bliver lidt varmere.

Derefter frigives den opsamlede varme til luften i rummet gennem en varmeveksler (risten bagerst i køleskabet).

Om vinteren opvarmer luft-til-luft varmepumpen rumluften, og om sommeren kan den afkøle den

Og for at kølemidlet kan køle ned til driftstemperaturer, komprimeres det i en kompressor. Desuden, under driftscyklussen freon inde i systemet kompressor-kondensator-fordamper skifter konstant fra gasformig til flydende og tilbage.

En luftvarmepumpe fungerer på nøjagtig samme måde. Kun den tager varme fra gaden, og ikke fra en lukket fryser. Selvom det er frost udenfor, er der stadig meget termisk energi i atmosfæren.

For at producere varme behøver en varmepumpe kun den energi, der bruges til at drive kompressoren. Diagrammet viser i detaljer varmeoverførselsprocessen

En luft-til-luft varmepumpe består af følgende elementer:

• kompressor;
• fordamper med tvungen luftventilator;
• ekspansionsventil;
• kobberrør til pumpning af freon mellem gaden og huset;
• kondensator med ventilator, der tilfører opvarmet luft til rummet.

De første tre elementer udgør den eksterne enhed, og det sidste hører til den indvendige del af varmepumpen. Varmeisolerede kobberrør er designet til kontinuerlig bevægelse af kølevæske mellem disse opdelte systemmoduler.

Bevægelsen af ​​freon i en varmepumpe sker i en ond cirkel, som et resultat af hvilken den konstant trækker sig sammen og udvider sig

Driftsalgoritmen for en luft-til-luft varmepumpe er som følger:

1. Udeluft trækkes ind i udendørsenheden af ​​en blæser og presses gennem finnerne på den eksterne fordamper. Freon, der cirkulerer gennem varmeveksleren, absorberer den termiske energi, der er tilgængelig i den, mens den går over i en gasformig tilstand.
2. Gassen kommer derefter ind i kondensatoren, hvor den komprimeres. Og så pumpes det gennem kobberrør til indendørsenheden.
3. I en kondensator, der er placeret i huset, bliver gassen tilbage til væske og overfører varme til indeluften.
4. Derefter frigives overtrykket gennem ekspansionsventilen, og den flydende freon sendes igen til den primære fordamper.

Temperaturen på freon, der kommer ind i den eksterne enhed, er altid lavere end den omgivende temperatur. Derfor tager det altid varme fra atmosfæren.

Men niveauet af "køling" af kølevæsken i systemet er konstant, og udetemperaturen svinger konstant.Af denne grund mister TN sin effektivitet i svær frost.

Bevægelsescyklussen for kølevæsken i en luft-til-luft varmepumpe: 1. den komprimeres af en kompressor, 2. den kondenserer i varmeveksleren og afgiver varme, 3. den kommer ind i den eksterne varmeveksler i form af af en væske, 4. den fordamper der, opfanger det ydre miljøs termiske energi under fordampning, 5. vender tilbage til kondensatoren igen

For at øge varmepumpens effekt gøres overfladerne på kondensatoren og fordamperen så store som muligt. Og til uafbrudt drift om vinteren er den eksterne varmeveksler udstyret med sit eget afrimningssystem.

Fordele og ulemper ved en luftvarmepumpe

Hvert teknisk komplekst system har sine egne fordele og ulemper. Annoncebrochurer er én ting, men i virkeligheden risikerer ejere af varmepumper at støde på visse problemer.

Luft-til-luft varme-/køleenheder er fordelagtige af en række årsager.

De vigtigste fordele omfatter:

• Alsidighed. Systemerne giver dig mulighed for at opvarme og afkøle rum afhængigt af rummets formål, behov og klimasæsonen.
• Miljøvenlighed. De gør det muligt helt at stoppe afbrændingen af ​​naturgas, kul, brænde osv., som forurener det naturlige miljø med forbrændingsprodukter.
• Nem at installere. At samle et system fra fabriksfremstillede komponenter er ikke svært. Du kan selv bygge en varmepumpe ved hjælp af tilgængelige materialer.
• Brandsikkerhed. Processen med at generere varme involverer ikke brug af brændstof. Selv forstyrrelser i driften af ​​installationen vil ikke føre til brande.
• Økonomisk. De er attraktive på grund af deres høje varmeoverførselskoefficient til minimale omkostninger (for 1 kW forbrugt elektricitet producerer de 4-5 kW varme). Derudover betaler de hurtigt for sig selv.
• Overkommelighed. Prisen på fabriksfremstillede systemer giver næsten alle mulighed for at købe en varmepumpe. En selvfremstillet installation vil være praktisk talt gratis.
• Brugervenlighed. Den mest teknisk komplekse enhed i systemet er kompressoren, hvis vedligeholdelse er svær at klare. Med den typiske belastning af varmepumper svigter kompressorer sjældent før den tid, producenten har lovet.

For at organisere opvarmning i et rum er det nok installere et opdelt system, hængende et eksternt modul på facaden, og en konvektor på den indvendige væg. For at opvarme flere rum skal du installere opvarmede luftdistributionskanaler.

For hver kilowatt el, der forbruges, producerer varmepumpen op til fem kilowatt termisk energi

Al styring af luft-til-luft varmepumpen udføres af indbygget automatik. Du behøver ikke at være særlig opmærksom på betjeningen og konfigurationen af ​​dette system. Du behøver kun at rengøre luftfiltrene regelmæssigt og skifte dem lejlighedsvis.

Blandt de negative aspekter ved varmepumper er:

• omend ubetydelig, men stadig baggrundsstøj;
• direkte afhængighed af systemeffektivitet på ekstern temperatur;
• stigning i strømforbruget, når det bliver koldt udenfor;
• støv hænger konstant i luften på grund af den kontinuerlige drift af ventilatoren og luftkonvektion i rummet;
• afhængighed af strømforsyning (til uafbrudt drift vil en generator være påkrævet).

Ved udetemperaturer ned til -10°C fungerer alt perfekt; varmen taget fra gaden er ganske nok til at skabe behagelige forhold i huset. Men med yderligere afkøling falder effektiviteten af ​​skærepumpen.

Hvis sommerhuset er bygget i et område med koldt klima og hård frost om vinteren, kan du ikke undvære en ekstra kedel eller pejs.

I varme klimaer klarer en luftvarmepumpe opvarmningsopgaverne i et privat hjem uden problemer, men i hård frost vil en ekstra varmekilde ikke skade

Til arrangement af luftopvarmning Sådanne systemer er ideelle. Minimum energiforbrug, installationsindsats og vedligeholdelsesproblemer. Men de kan ikke opvarme vand. For at gøre dette skal du desuden installere en kedel eller oprette forbindelse til centraliserede netværk.

Luft-til-luft varmepumper er den optimale måde at opvarme bygninger lavet af træ eller SIP på. Sådanne bygninger har lave varmetab, og luftvarmepumpens kapacitet til at opvarme dem er rigelig.

Om sommeren kan en luft-til-luft varmepumpe bruges til at opvarme poolvandet

Grundlæggende forskelle fra aircondition

Udvendigt ligner en luft-til-luft varmepumpe et husholdningsklimaanlæg. Men det har sine egne karakteristiske designtræk og tekniske egenskaber.

Den første enhed bruges som hovedkilde til opvarmning, der fungerer året rundt. Og den anden er mere beregnet til at køle luften i sommervarmen.

En varmepumpes hovedfunktion er opvarmning. Mange modeller er dog også i stand til at køle indeluften. Men i denne driftstilstand er de væsentligt ringere end klimaanlægget med hensyn til energieffektivitet. Dette er snarere et ekstremt tilfælde af deres brug.

Udseendemæssigt ligner klimaanlægget og luftvarmeren hinanden, men har helt forskellige formål og ydeevneegenskaber

På den anden side mange inverter klimaanlæg kan opvarme indeluften. Men de bruger meget mere strøm end varmepumper. Hver enhed har sit eget formål.

Brugen af ​​luft-til-luft HP er primært en overgang til vedvarende energikilder.

Disse systemer er omkostningseffektive på trods af den store indledende investering af penge. Reduktionen i varmeregningen betaler for alle startomkostninger.

Valg og beregninger af en varmepumpe

En luft-til-luft varmepumpe vil kun være effektiv, hvis den er valgt rigtigt. Det er nødvendigt at beregne dens kraft på forhånd afhængigt af husets kvadratmeter. Og først derefter se på priserne fra forskellige producenter.

Beregningerne anvender energieffektivitetskoefficienten COP (forholdet mellem HP-effekten og den brugte energi).

Under "drivhusforhold" når det ofte 4-5 point, og de mest moderne modeller når 7-8. Men når udetemperaturen falder til -15–20°C, falder dette tal kraftigt til kun to.

Varmepumpen producerer optimal varmeydelse ved udetemperaturer på -10...+10 grader Celsius, så den tager op til ¾ af varmeenergien fra gaden

På beregning af luftvarme skal tages i betragtning:

• termisk isolering og isolering af lokaler;
• areal af værelser;
• antal personer, der bor i hytten;
• generelle klimatiske forhold i området, hvor huset ligger.

For de fleste boliger skal der omkring 0,7 kW varmepumpeeffekt for hver ti kvadratmeter. Men alt her er ret vilkårligt. Hvis lofterne er højere end 2,7 m, eller væggene og vinduerne er dårligt isolerede, kræves der mere varme.

Der er mange producenter af luft-til-luft varmepumper i både Asien og Europa.

Systemerne har gode anmeldelser fra Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Transportør, Aertec, Panasonic Og Toshiba. Næsten alle deres modeller er tilpasset indenlandske driftsforhold og har vist sig godt.

Selv med spændingsstigninger går de ikke i stykker og fortsætter med at fungere korrekt efter at have tændt for strømmen.

Prisen på at køre luftvarmepumper varierer fra 90 til 450 tusind rubler. Her afhænger meget ikke kun af enhedens kraft, men også af den ekstra funktionalitet og fremstillingsland.

Udvalgte modeller supplerer:

• filtre til luftrensning og desinfektion;
• reservevarmere;
• elektriske generatorer;
• GSM-moduler til systemstyring;
• ionisatorer og ozonisatorer.

Praksis viser, at ved frost under -15 ° C bliver værelser, der kun opvarmes af en varme-luftpumpe, kølige. Og uden en ekstra varmelegeme lugter værelserne ærligt talt ikke behageligt.

Men i de sydlige regioner, hvor sådanne frost er sjældne, er HP ret effektiv og mere end retfærdiggør de penge, der bruges på at spare energiressourcer.

Hjemmelavet fra et gammelt køleskab

Det er ret svært at samle en luft-til-luft varmepumpe fra individuelle kompressorer og kondensatorer uden specialiseret ingeniørviden. Men til et lille værelse eller drivhus kan du bruge et gammelt køleskab.

Den enkleste luftvarmepumpe kan fremstilles af et køleskab ved at forlænge en luftkanal ind i den fra gaden og hænge ventilatoren på varmevekslerens baggrill.

For at gøre dette skal du lave to huller i køleskabets hoveddør. Gennem den første vil gadeluft komme ind i fryseren, og gennem den anden nederste ledes den tilbage til gaden.

Samtidig vil det under sin passage gennem det indre kammer afgive en del af varmen, der er til stede i det, til freon.

Du kan også blot bygge kølemaskinen ind i væggen med døren åben til ydersiden, og varmeveksleren bagerst ind i rummet. Men det skal tages i betragtning, at strømmen af ​​en sådan varmelegeme vil være lille, og den bruger meget elektricitet.

Luften i rummet opvarmes af en varmeveksler bagerst i køleskabet. En sådan varmepumpe kan dog kun fungere ved udetemperaturer, der ikke er lavere end plus fem Celsius.

Disse husholdningsapparater er kun beregnet til indendørs brug.

I et stort sommerhus vil luftvarmeanlægget skulle suppleres med luftkanaler, der fordeler varm luft jævnt i alle rum

Installation af en luft-til-luft varmepumpe er yderst enkel. Det er nødvendigt at installere de eksterne og interne blokke og derefter forbinde dem med hinanden med et kredsløb med kølevæske.

Den første del af systemet monteres udendørs: direkte på facaden, taget eller ved siden af ​​bygningen. Den anden i huset kan placeres på loftet eller væggen.

Det anbefales at installere udendørsenheden et par meter fra indgangen til hytten og væk fra vinduerne; glem ikke støjen fra ventilatoren.

Og den interne er installeret, så strømmen af ​​varm luft fra den spredes jævnt i hele rummet.

Hvis du planlægger at opvarme et hus med flere rum på forskellige etager ved hjælp af en luft-til-luft varmepumpe, skal du installere et system med tvangsluftventilationskanaler.

I dette tilfælde er det bedre at bestille projektet fra en kompetent ingeniør, ellers er varmerens kraft muligvis ikke nok til alle lokalerne.

Elmåleren og beskyttelsesanordningen skal kunne modstå de spidsbelastninger, som varmepumpen genererer. Når der pludselig kommer en kuldeknas udenfor, begynder kompressoren at forbruge strøm mange gange mere end normalt.

Det er bedst at lægge en separat forsyningsledning fra fordelingspanelet til en sådan luftvarmer.

Der skal lægges særlig vægt på installation af freonrør. Selv de mindste spåner indeni kan beskadige kompressorudstyret.

Du kan ikke undvære kobberloddefærdigheder her. Generelt bør genpåfyldning af kølemiddel overlades til en fagmand for at undgå problemer med kølemiddellækager senere.

Trin-for-trin instruktioner til fremstilling af en varmepumpe fra et køleskab er beskrevet i denne artikel.

Konklusioner og nyttig video om emnet

Funktionsprincip for luft-til-luft termisk split-system:

Luftvarmepumpe i varmesystemet i et to-etagers hus:

Inverter klimaanlæg eller luftvarmepumpe - hvad er bedre?

Luft-til-luft varmepumper er yderst effektive enheder. De er nemme at vedligeholde, praktiske at bruge og økonomiske.

Der er nu et stort udvalg af lignende systemer til salg; du kan vælge en varmeinstallation til ethvert hjem. Du skal bare beregne dens kraft korrekt, så vil den tjene effektivt i mange år.

Hvad synes du om effektiviteten og gennemførligheden af ​​at bruge luft-til-luft varmepumper? Del din mening, giv feedback om brugen af ​​enhederne og stil spørgsmål. Kommentarformularen findes nedenfor.