Ilma-ilmalämpöpumppu: toimintaperiaate, suunnittelu, valinta ja laskelmat

Haluatko asentaa kotiisi konvektorilämmityksen, jossa jäähdytysnesteen lämmittämiseen käytetään ilma-ilmalämpöpumppua, mikä tuo merkittäviä säästöjä lämmityskuluissa? Samaa mieltä siitä, että täysimittainen lämmityksen saaminen kuumalla vedellä toimivassa yrityksessä käytännössä ilmaiseksi on erittäin houkutteleva yritys.

Mutta et tiedä kuinka rakentaa tällainen järjestelmä huoneiden lämmittämiseksi vaihtoehtoisella tavalla ja kuuman veden saamiseksi kotitalouksien tarpeisiin?

Autamme sinua ratkaisemaan tämän ongelman - artikkeli kattaa pumpun toimintaperiaatteen ja suunnittelun. Tällaisen järjestelmän on käytettävä energiaa vain kompressorin toimintaan, ja suurin osa lämpöä otetaan yksinkertaisesti kadulta ilmakehästä, josta meitä ei ole vielä pyydetty maksamaan.

Myös sen järjestelmään käyttöönoton edut ja merkittävät haitat otetaan huomioon. Erityistä huomiota kiinnitetään pumpun valintaan ja laskemiseen.

Ja niille, jotka haluavat tehdä kaiken omin käsin, suosittelemme rakentamaan tällaisen pumpun itse käyttämällä käytettävissä olevia materiaaleja. Avuksi tarjoamme valokuvamateriaalia ja videosuosituksia ilmalämpöpumpun suunnittelusta ja toiminnasta.

Ilma-ilmalämpöpumpun ominaisuudet

Mikä tahansa lämpöpumppu kuuluu sfäärin laitteisiin vaihtoehtoinen Energia. Se ottaa kadulla olevien ilmamassojen lämpöenergiaa ympäröivästä sisätilasta lämmittääkseen sillä asuin- ja muita kohteita.

Se ei käytä mitään palavia polttoaineita.

Ulkoinen lämpöpumppu (TN) ilmasta ilmaan on samanlainen kuin invertteri-ilmastointilaite, jaettu järjestelmä ulkoisesta ja sisäisestä lohkosta.

Ja toimintaperiaatteen mukaan se muistuttaa enemmän jääkaappia, vain se toimii "päinvastoin". Mutta toisin kuin molemmat, tämä lämpöpumppu pystyy sekä jäähdyttämään että lämmittämään talon ilmamassat.

Lämpöpumppu ottaa huonolaatuista lämpöenergiaa ulkoilmasta ja lämmittää sillä huoneilman miellyttäviin lämpötiloihin

Toimintaperiaate ja sisäinen rakenne

Ilmasta ilmaan HP:n toiminta perustuu yksinkertaiseen termodynamiikan fysikaaliseen ilmiöön - nesteen haihtuessaan se jäähdyttää pintaa, josta se leviää. Esimerkiksi höyryllä kuumaa teetä mukin päällä on sama vaikutus.

Tavallinen jääkaappi toimii tällä periaatteella. Sen sisällä on putkia, joiden läpi kylmäaine kiertää korkeassa paineessa. Se ottaa lämpöä pakastimen sisältä ja lämpenee hieman.

Sitten kerätty lämpö vapautuu huoneen ilmaan lämmönvaihtimen (jääkaapin takana oleva säleikkö) kautta.

Talvella ilma-ilmalämpöpumppu lämmittää huoneilman ja kesällä jäähdyttää sitä

Ja jotta kylmäaine jäähtyisi käyttölämpötiloihin, se puristetaan kompressorissa. Lisäksi käyttöjakson aikana freonia järjestelmän sisällä kompressori-lauhdutin-höyrystin muuttuu jatkuvasti kaasumaisesta nestemäiseksi ja takaisin.

Ilmalämpöpumppu toimii täsmälleen samalla tavalla. Vain se ottaa lämpöä kadulta, ei suljetusta pakastimesta. Vaikka ulkona on pakkasta, ilmakehässä on silti paljon lämpöenergiaa.

Lämmön tuottamiseksi lämpöpumppu tarvitsee vain sen energian, joka kuluu kompressorin toimintaan. Kaavio näyttää yksityiskohtaisesti lämmönsiirtoprosessin

Ilma-ilmalämpöpumppu koostuu seuraavista elementeistä:

• kompressori;
• höyrystin pakotetulla tuulettimella;
• laajennusventtiili;
• kupariputket freonin pumppaamiseen kadun ja talon välillä;
• lauhdutin tuulettimella, joka toimittaa lämmitettyä ilmaa huoneeseen.

Kolme ensimmäistä elementtiä muodostavat ulkoyksikön ja viimeinen kuuluu lämpöpumpun sisäosaan. Lämpöeristetyt kupariputket on suunniteltu jäähdytysnesteen jatkuvaan liikkumiseen näiden jaettujen järjestelmämoduulien välillä.

Freonin liike lämpöpumpussa tapahtuu noidankehässä, jonka seurauksena se jatkuvasti supistuu ja laajenee

Ilma-ilmalämpöpumpun toiminta-algoritmi on seuraava:

1. Ulkoilma imetään ulkoyksikköön tuulettimen avulla ja pakotetaan ulkoisen höyrystimen evien läpi. Lämmönvaihtimen läpi kiertävä freoni absorboi siinä olevan lämpöenergian siirtyen samalla kaasumaiseen tilaan.
2. Kaasu menee sitten lauhduttimeen, jossa se puristuu. Ja sitten se pumpataan kupariputkien kautta sisäyksikköön.
3. Talossa sijaitsevassa lauhduttimessa kaasu muuttuu takaisin nesteeksi siirtäen lämpöä sisäilmaan.
4. Sitten ylipaine vapautetaan paisuntaventtiilin kautta ja nestemäinen freoni lähetetään jälleen ensisijaiseen höyrystimeen.

Ulkoyksikköön tulevan freonin lämpötila on aina alhaisempi kuin ympäristön lämpötila. Siksi se ottaa aina lämpöä ilmakehästä.

Mutta jäähdytysnesteen "jäähdytys" taso järjestelmässä on vakio, ja ulkolämpötila vaihtelee jatkuvasti.Tästä syystä kovissa pakkasissa TN menettää tehonsa.

Ilma-ilmalämpöpumpun jäähdytysnesteen liikekierto: 1. se puristuu kompressorilla, 2. se tiivistyy lämmönvaihtimessa luovuttaen lämpöä, 3. se tulee ulkoiseen lämmönvaihtimeen muodossa nesteestä, 4. se haihtuu sieltä ja ottaa haihtuessaan talteen ulkoisen ympäristön lämpöenergian, 5. palaa taas kondensaattoriin

Lämpöpumpun tehon lisäämiseksi lauhduttimen ja höyrystimen pinnat tehdään mahdollisimman suureksi. Ja keskeytyksetöntä käyttöä varten talvella ulkoinen lämmönvaihdin on varustettu omalla sulatusjärjestelmällään.

Ilmalämpöpumpun plussat ja miinukset

Jokaisella teknisesti monimutkaisella järjestelmällä on omat etunsa ja haittansa. Mainosesitteet ovat yksi asia, mutta todellisuudessa lämpöpumppujen omistajat voivat kohdata tiettyjä ongelmia.

Ilmasta ilmaan -lämmitys-/jäähdytysyksiköt ovat hyödyllisiä useista syistä.

Tärkeimpiä etuja ovat:

• Monipuolisuus. Järjestelmien avulla voit lämmittää ja jäähdyttää huoneita huoneen käyttötarkoituksen, tarpeiden ja ilmastovuoden mukaan.
• Ympäristöystävällisyys. Niiden avulla on mahdollista lopettaa kokonaan maakaasun, hiilen, polttopuun jne. polttaminen, jotka saastuttavat luontoa palamistuotteilla.
• Helppo asentaa. Järjestelmän kokoaminen tehtaalla valmistetuista komponenteista ei ole vaikeaa. Voit rakentaa lämpöpumpun itse käytettävissä olevista materiaaleista.
• Paloturvallisuus. Lämmöntuotantoprosessissa ei käytetä polttoainetta. Edes häiriöt laitteiston toiminnassa eivät aiheuta tulipaloa.
• Taloudellinen. Ne ovat houkuttelevia korkean lämmönsiirtokertoimensa ansiosta minimaalisin kustannuksin (1 kW kulutetulla sähköllä ne tuottavat 4–5 kW lämpöä). Lisäksi he maksavat itsensä nopeasti takaisin.
• Kohtuuhintaisuus. Tehdasvalmisteisten järjestelmien kustannukset antavat lähes kaikille mahdollisuuden ostaa lämpöpumppu. Itse tehty asennus on käytännössä ilmainen.
• Helppokäyttöisyys. Järjestelmän teknisesti monimutkaisin laite on kompressori, jonka huolto on vaikeasti hoidettavissa. Lämpöpumppujen tyypillisellä kuormituksella kompressorit epäonnistuvat harvoin ennen valmistajan lupaamaa aikaa.

Lämmityksen järjestäminen yhdessä huoneessa riittää asenna split-järjestelmä, ripustetaan ulkoinen moduuli julkisivuun ja konvektori sisäseinään. Useiden huoneiden lämmittämiseksi sinun on asennettava lämmitetyt ilmanjakokanavat.

Jokaista kulutettua sähkökilowattia kohden lämpöpumppu tuottaa jopa viisi kilowattia lämpöenergiaa

Kaikki ilma-ilmalämpöpumpun ohjaus tapahtuu sisäänrakennetun automaation avulla. Sinun ei tarvitse kiinnittää erityistä huomiota tämän järjestelmän toimintaan ja kokoonpanoon. Sinun tarvitsee vain puhdistaa ilmansuodattimet säännöllisesti ja vaihtaa ne ajoittain.

Lämpöpumppujen kielteisiä puolia ovat:

• vaikkakin merkityksetön, mutta silti taustamelu;
• järjestelmän tehokkuuden suora riippuvuus ulkoisesta lämpötilasta;
• virrankulutuksen kasvu, kun ulkona on kylmä;
• pöly, joka roikkuu jatkuvasti ilmassa tuulettimen jatkuvan toiminnan ja huoneen ilman konvektion vuoksi;
• riippuvuus virtalähteestä (keskeytyksetöntä toimintaa varten tarvitaan generaattori).

Ulkolämpötiloissa -10°C asti kaikki toimii täydellisesti, kadulta otettu lämpö riittää luomaan mukavat olosuhteet taloon. Mutta lisäjäähdytyksen myötä leikkauspumpun hyötysuhde heikkenee.

Jos mökki on rakennettu alueelle, jossa on kylmä ilmasto ja kovat pakkaset talvella, et voi tehdä ilman lisäkattilaa tai takkaa.

Lämpimissä ilmastoissa ilmalämpöpumppu selviää omakotitalon lämmitystehtävistä ongelmitta, mutta kovissa pakkasissa lisälämmönlähde ei haittaa

varten ilmalämmityksen järjestely Tällaiset järjestelmät ovat ihanteellisia. Minimaalinen energiankulutus, asennus- ja huolto-ongelmat. Mutta he eivät voi lämmittää vettä. Tätä varten sinun on lisäksi asennettava kattila tai yhdistettävä keskitettyihin verkkoihin.

Ilma-ilmalämpöpumput ovat optimaalinen tapa lämmittää puu- tai SIP-rakennuksia. Tällaisissa rakennuksissa on pienet lämpöhäviöt ja ilmalämpöpumpun kapasiteetti niiden lämmittämiseen on runsas.

Kesällä allasveden lämmittämiseen voidaan käyttää ilma-ilmalämpöpumppua

Perusteellisia eroja ilmastointiin

Ulkoisesti ilma-ilmalämpöpumppu on samanlainen kuin kotitalouden ilmastointilaite. Mutta sillä on omat erityiset suunnitteluominaisuudet ja tekniset ominaisuudet.

Ensimmäistä laitetta käytetään päälämmönlähteenä, joka toimii ympäri vuoden. Ja toinen on enemmän tarkoitettu ilman jäähdyttämiseen kesähelteellä.

Lämpöpumpun päätehtävä on lämmitys. Monet mallit pystyvät kuitenkin myös jäähdyttämään sisäilmaa. Mutta tässä käyttötilassa ne ovat huomattavasti huonompia kuin ilmastointilaite energiatehokkuuden suhteen. Tämä on melko äärimmäinen tapaus niiden käytöstä.

Ulkonäöltään ilmastointilaite ja ilmanlämmitin ovat samanlaisia, mutta niillä on täysin erilaiset käyttötarkoitukset ja suorituskykyominaisuudet

Toisaalta monet invertteri-ilmastointilaitteet voi lämmittää sisäilmaa. Mutta ne kuluttavat paljon enemmän sähköä kuin lämpöpumput. Jokaisella laitteella on oma tarkoituksensa.

Ilmasta ilmaan HP:n käyttö on ensisijaisesti siirtymistä uusiutuviin energialähteisiin.

Nämä järjestelmät ovat kustannustehokkaita suurista alkuinvestoinneista huolimatta. Lämmityslaskujen aleneminen maksaa kaikki alkukustannukset.

Lämpöpumpun valinta ja laskelmat

Ilma-ilmalämpöpumppu on tehokas vain, jos se on valittu oikein. Sen teho on laskettava etukäteen talon neliömetristä riippuen. Ja vasta sitten katso eri valmistajien hintoja.

Laskelmissa käytetään energiatehokkuuskerrointa COP (HP:n tehon suhde kulutettuun energiaan).

"Kasvihuoneolosuhteissa" se saavuttaa usein 4–5 pistettä, ja nykyaikaisimmat mallit saavuttavat 7–8. Kun ulkolämpötila kuitenkin laskee -15–20 °C:seen, tämä luku putoaa jyrkästi vain kahteen.

Lämpöpumppu tuottaa optimaalisen lämmitystehon ulkolämpötiloissa -10...+10 celsiusastetta, joten se vie jopa ¾ lämmöstä kadulta.

klo ilmalämmityksen laskenta on otettava huomioon:

• tilojen lämmöneristys ja eristys;
• huoneiden pinta-ala;
• mökissä asuvien ihmisten lukumäärä;
• yleiset ilmasto-olosuhteet alueella, jossa talo sijaitsee.

Useimmissa kodeissa lämpöpumpputehoa tarvitaan noin 0,7 kW jokaista kymmentä neliömetriä kohden. Mutta kaikki täällä on melko mielivaltaista. Jos katot ovat korkeammat kuin 2,7 m tai seinät ja ikkunat ovat huonosti eristettyjä, tarvitaan enemmän lämpöä.

Sekä Aasiassa että Euroopassa on monia ilma-ilmalämpöpumppujen valmistajia.

Järjestelmät ovat saaneet hyviä arvosteluja Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Kuljettaja, Aertec, Panasonic Ja Toshiba. Lähes kaikki heidän mallinsa on mukautettu kotimaisiin käyttöolosuhteisiin ja ovat osoittautuneet hyvin.

Edes jännitepiikkejä käytettäessä ne eivät katkea ja toimivat edelleen kunnolla virran kytkemisen jälkeen.

Käynnissä olevien ilmalämpöpumppujen hinta vaihtelee 90 - 450 tuhatta ruplaa. Tässä paljon ei riipu vain yksikön tehosta, vaan myös lisätoiminnoista ja valmistusmaasta.

Valitut mallit täydentävät:

• suodattimet ilmanpuhdistukseen ja desinfiointiin;
• varalämmittimet;
• sähkögeneraattorit;
• GSM-moduulit järjestelmän hallintaan;
• ionisaattorit ja otsonaattorit.

Käytäntö osoittaa, että alle -15 °C pakkasella vain lämpö-ilmapumpulla lämmitetyt huoneet jäähtyvät. Ja ilman lisälämmitintä huoneet eivät suoraan sanottuna haise mukavilta.

Kuitenkin eteläisillä alueilla, joilla tällaiset pakkaset ovat harvinaisia, HP on varsin tehokas ja oikeuttaa enemmän kuin energiavarojen säästämiseen käytetyt rahat.

Kotitekoinen vanhasta jääkaapista

Ilma-ilmalämpöpumpun kokoaminen yksittäisistä kompressoreista ja lauhduttimista on melko vaikeaa ilman erityistä teknistä tietämystä. Mutta pieneen huoneeseen tai kasvihuoneeseen voit käyttää vanhaa jääkaappia.

Yksinkertaisin ilmalämpöpumppu voidaan valmistaa jääkaapista ulottamalla siihen ilmakanava kadulta ja ripustamalla tuuletin lämmönvaihtimen takaritilään

Tätä varten sinun on tehtävä kaksi reikää jääkaapin etuoveen. Ensimmäisen kautta katuilma tulee pakastimeen ja toisen alemman kautta se poistuu takaisin kadulle.

Samaan aikaan, kun se kulkisi sisäkammion läpi, se luovuttaa osan siinä olevasta lämmöstä freonille.

Voit myös rakentaa kylmäkoneen yksinkertaisesti seinään siten, että ovi on auki ulospäin, ja takaosan lämmönvaihdin huoneeseen. Mutta on otettava huomioon, että tällaisen lämmittimen teho on pieni ja se kuluttaa paljon sähköä.

Huoneen ilmaa lämmittää jääkaapin takaosassa oleva lämmönvaihdin. Tällainen lämpöpumppu voi kuitenkin toimia vain ulkolämpötiloissa, jotka eivät ole alle plus viisi celsiusastetta.

Nämä kodinkoneet on tarkoitettu vain sisäkäyttöön.

Isossa mökissä ilmalämmitysjärjestelmää on täydennettävä ilmakanavilla, jotka jakavat lämpimän ilman tasaisesti kaikkiin huoneisiin

Ilma-ilmalämpöpumpun asennus on erittäin yksinkertaista. On tarpeen asentaa ulkoiset ja sisäiset lohkot ja kytkeä ne sitten toisiinsa jäähdytysnesteellä.

Järjestelmän ensimmäinen osa asennetaan ulos: suoraan julkisivulle, katolle tai rakennuksen viereen. Toinen talossa voidaan sijoittaa kattoon tai seinään.

Ulkoyksikkö on suositeltavaa asentaa muutaman metrin päähän mökin sisäänkäynnistä ja kauemmas ikkunoista, älä unohda tuulettimen tuottamaa melua.

Ja sisäinen on asennettu niin, että lämpimän ilman virtaus siitä leviää tasaisesti koko huoneeseen.

Jos aiot lämmittää talon, jossa on useita eri kerroksissa olevia huoneita ilma-ilmalämpöpumpulla, joudut asentamaan paineilmakanavajärjestelmän.

Tässä tapauksessa on parempi tilata projekti pätevältä insinööriltä, ​​muuten lämmittimen teho ei välttämättä riitä kaikkiin tiloihin.

Sähkömittarin ja suojalaitteen tulee kestää lämpöpumpun tuottamat huippukuormitukset. Kun ulkona tulee äkillinen kylmä, kompressori alkaa kuluttaa sähköä monta kertaa tavallista enemmän.

On parasta asentaa erillinen syöttöjohto jakelupaneelista tällaiselle ilmanlämmittimelle.

Erityistä huomiota tulee kiinnittää freoniputkien asennukseen. Pienetkin sirut sisällä voivat vahingoittaa kompressorilaitteistoa.

Täällä ei tule toimeen ilman kuparin juotostaitoja. Yleensä kylmäaineen täyttö tulee uskoa ammattilaisen tehtäväksi, jotta vältytään myöhemmiltä kylmäainevuodoilta.

Vaiheittaiset ohjeet lämpöpumpun valmistamiseksi jääkaapista on kuvattu kohdassa Tämä artikkeli.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Ilmasta ilmaan -lämpöjakojärjestelmän toimintaperiaate:

Ilmalämpöpumppu kaksikerroksisen talon lämmitysjärjestelmässä:

Invertteri-ilmastointi vai ilmalämpöpumppu - kumpi on parempi?

Ilma-ilmalämpöpumput ovat erittäin tehokkaita laitteita. Ne ovat helppohoitoisia, käteviä käyttää ja taloudellisia.

Nyt myynnissä on valtava valikoima samankaltaisia ​​järjestelmiä; voit valita lämmitysasennuksen mihin tahansa kotiin. Sinun tarvitsee vain laskea sen teho oikein, niin se toimii tehokkaasti monta vuotta.

Mitä mieltä olet ilma-ilmalämpöpumppujen käytön tehokkuudesta ja kannattavuudesta? Kerro mielipiteesi, jätä palautetta laitteiden käytöstä ja esitä kysymyksiä. Kommenttilomake löytyy alta.