O casă modernă are nevoie de un sistem de ventilație de înaltă calitate. Este o chestiune de sănătate și bunăstare - toată lumea vrea să respire aer curat și proaspăt, fără microorganisme patogene. S-a întâmplat că casa a fost construită într-un mic sat suficient de departe de oraș și de principalele sale comunicații. Mai mult, în condițiile rusești, locuințele trebuie încălzite și pentru o parte semnificativă a anului.
Așadar, am construit o casă-cadru cu o suprafață de 200 de metri pătrați, cu un sistem de ventilație bine conceput, din surse de căldură - numai electricitate. Alegerea sistemului de încălzire părea evidentă - au decis să rămână pe o pompă de căldură aer-aer compatibilă cu ventilația.
De ce nu lemne de foc?
Vecinii noștri încălzesc în principal sobe cu lemne, dar această opțiune nu a fost inițial plăcută. În fiecare an este necesar să faceți rezervele de combustibil, să curățați cazanul și să monitorizați arderea acestuia. Cu electricitatea, totul este mult mai simplu - am apăsat comutatorul, căldura a început. Singurul dezavantaj al acestei metode este costul ridicat al energiei electrice. La momentul pornirii sistemului de încălzire, un kilowatt-oră în regiunea Moscovei costa 5,29 ruble.
Bineînțeles, am vrut să folosim o resursă atât de valoroasă cât mai economic posibil, așa că ne-am instalat pe o pompă de căldură aer-aer. Aceasta este cea mai ieftină opțiune, funcționează aproape ca un aparat de aer condiționat.
Sisteme de încălzire centralizate și spațiate
Rolul pompei de căldură aer-aer în aplicațiile casnice poate fi redus fie la încălzirea încăperilor individuale, când nu există sensul special de a „conduce” unitatea principală de încălzire, fie la o re-echipare completă a camerei cazanelor. În ultimul caz, cazanul electric sau pe gaz devine o sursă de încălzire de rezervă, ajutând pompa de căldură să facă față temperaturilor extrem de scăzute sau întreruperilor de curent.
Aplicarea locală a pompei de căldură pare a fi mai prudentă. De ce să îngrădim un sistem de încălzire complex dacă dispozitivele de încălzire locale asigură o reglare flexibilă a climatului, iar defectarea unuia dintre ele nu va răci întreaga clădire? Cu toate acestea, există o serie de argumente împotriva acestei abordări:
Un încălzitor centralizat bazat pe o pompă de căldură aer-aer necesită instalarea unei rețele de conducte de aer, ceea ce este deosebit de dificil pentru un tip monolitic de plafoane și pereți. Dar există și avantaje ale unui astfel de sistem:
Parametrii de funcționare a echipamentului
Îngheturile severe din regiunea Moscovei sunt rare, experiența a arătat că temperatura scade rar sub -25 ℃. S-a calculat că în astfel de condiții o pompă care produce 15 kW de căldură va fi suficientă pentru casa zonei disponibile. Bugetul sistemului ne-a costat aproximativ 150.000 de ruble.
Eficiența pompelor de aer se modifică, de asemenea, în funcție de condițiile externe. În cazul nostru, sa dovedit că, cu consumul de 1 kilowatt-oră de energie electrică, sistemul a produs 2-2,5 kW de căldură. Este minim. Dacă în exterior există o ușoară dezghețare cu o temperatură ușor peste zero, atunci acesta dă 3.5 kW de căldură.
Casa este încălzită uniform de aerul cald, nu există calorifere sau podele calde. Aerul proaspăt din exterior este adăugat în mod constant la sistem prin recuperator.
Sarcina recuperatorului este de a economisi suplimentar căldură. Cu ajutorul său, aerul care vine de pe stradă este încălzit de cel care este aruncat cu forța din casă, de exemplu, din băi. Temperatura camerei dorită este setată pe telecomandă.
Control automat, pe timp de noapte temperatura este redusă pentru un confort mai mare.
Cum funcționează o pompă de căldură aer-aer
Principiul general de funcționare al pompei de căldură este în multe feluri similar cu cel utilizat în aparatul de aer condiționat, în modul „încălzire cameră”, cu singura diferență. Pompa de căldură este „ascuțită” pentru încălzire, iar aparatul de aer condiționat pentru răcirea încăperilor. În timpul funcționării se folosește energie aeriană de calitate inferioară. Ca urmare, consumul de energie a fost redus de peste 3 ori.
Principiul de funcționare al unei unități de pompare a căldurii aer-aer, fără a intra în detalii tehnice, este după cum urmează:
- Aerul, chiar și la temperaturi negative, reține o anumită cantitate de energie termică. Acest lucru se întâmplă până când citirile de temperatură ajung la zero absolut. Majoritatea modelelor HP sunt capabile să extragă căldura atunci când temperatura atinge -15 ° C. Mai mulți producători cunoscuți au lansat stații care rămân operaționale la -25 ° C și chiar la -32 ° C.
- Aportul de căldură de calitate scăzută are loc datorită evaporării freonului care circulă de-a lungul circuitului intern al HP. Pentru aceasta, se utilizează un evaporator - o unitate în care sunt create condiții optime pentru transformarea agentului frigorific dintr-un lichid în stare gazoasă. În același timp, conform legilor fizice, o cantitate mare de căldură este absorbită.
- Următoarea unitate situată în sistemul de încălzire aer-aer este compresorul. Aici este furnizat agentul frigorific gazos. Presiunea este acumulată în cameră, ceea ce duce la o încălzire puternică și semnificativă a freonului. Printr-o duză, agentul frigorific este injectat în condensator. Compresorul pentru pompa de căldură are un design spiralat, care facilitează pornirea la temperaturi scăzute.
- În unitatea interioară, situată direct în cameră, există un condensator, care servește simultan ca schimbător de căldură. Freonul încălzit gazos este condensat în mod intenționat pe pereții modulului, emanând energie termică. Pompa de căldură distribuie căldura recepționată într-un mod similar cu sistemul divizat. Distribuția canalului de aer încălzit este permisă. Această soluție este deosebit de practică la încălzirea clădirilor mari de apartamente, a depozitelor și a spațiilor industriale.
Principiul de funcționare al unei pompe de căldură aer-aer și eficiența acesteia sunt direct legate de temperatura ambiantă. Cu cât este mai rece „în afara ferestrei”, cu atât este mai scăzută productivitatea stației. Funcționarea pompei de căldură aer-aer la o temperatură de minus -25 ° C (la majoritatea modelelor) se oprește complet. Pentru a compensa lipsa de căldură, este instalat un cazan de rezervă. Utilizarea simultană optimă a unui element de încălzire electric.
Pompele de căldură aer-aer constau din două unități exterioare și interioare.Designul seamănă mult cu un sistem split și este instalat în mod similar. Unitatea interioară este montată pe perete sau pe tavan. Setările sunt setate cu ajutorul unei telecomenzi.
Pentru regiunile nordice, schema de încălzire cu pompă de căldură cu aer va fi ineficientă; este mai bine să optați pentru instalații geotermale.
Care este diferența dintre pompa de căldură aer-aer și aparatul de aer condiționat
Pompa de căldură aer-aer funcționează ca un aparat de aer condiționat, dar are diferențe semnificative în ceea ce privește designul și performanța. Deși există similitudini superficiale, de fapt, diferențele, dacă acordați atenție caracteristicilor tehnice, sunt semnificative:
- Performanţă - pompă de căldură aer-aer pentru încălzirea casei, funcționează cât mai eficient pentru încălzirea camerei. Unele modele sunt capabile să răcească aerul. În timpul aerului condiționat al unei camere, eficiența energetică este semnificativ inferioară față de aparatele de aer condiționat convenționale.
- Rentabilitate - chiar și aparatele de aer condiționat invertoare, în timpul funcționării, consumă mai multă energie electrică decât necesită încălzirea de către o pompă de căldură aer-aer. La trecerea la modul de încălzire, costurile cu electricitatea cresc și mai mult. Pentru pompele de căldură, coeficientul de eficiență energetică este determinat în conformitate cu COP. Indicatorii medii ai stațiilor sunt de 3-5 unități. Costurile cu energia electrică în acest caz sunt de 1 kW pentru fiecare 3-5 kW de căldură primită.
- Scopul aplicatiei - aparatele de aer condiționat sunt utilizate pentru ventilația și încălzirea suplimentară a camerei, cu condiția ca temperatura ambiantă să nu fie mai mică de + 5 ° C. Pompele de căldură aer-aer sunt utilizate ca sursă principală de încălzire pe tot parcursul anului în latitudini medii. Cu o anumită modificare, pot fi utilizate pentru răcirea încăperilor.
Experiența mondială în utilizarea pompelor de încălzire aer-aer a dovedit în mod convingător că utilizarea surselor de energie regenerabile nu este doar posibilă, ci și rentabilă din punct de vedere economic, în ciuda necesității investițiilor primare.
Distribuția căldurii în camere
Fiecare cameră are nevoie de propria cantitate de căldură. De exemplu, în camerele din colț, este întotdeauna necesar mai mult, deoarece au doi pereți reci. Am rezolvat problema distribuției cu ajutorul supapelor de poartă.
În alte locuri, debitul este reglat de supape pe rețele. Ele stau nu numai în tavan, ci și în podea. Acest lucru este foarte important pentru încălzirea și confortul uniform - toată lumea știe că aerul cald se ridică. Admisia de aer pentru evacuarea din incintă este aranjată într-un mod similar - este produsă atât din tavan, cât și de pe podea.
S-a menționat deja modul în care aerul este eliminat din băi: spre stradă prin recuperator, astfel încât răspândirea mirosurilor în toată casa nu are loc.
Principiul de funcționare
Acest tip de pompă de căldură include următoarele componente:
- instalare de compresie;
- un evaporator echipat cu un ventilator special, cu ajutorul căruia se efectuează un flux forțat de aer;
- valva de expansiune;
- tuburi din cupru de înaltă calitate (cu ajutorul lor, freonul se mișcă între spațiul străzii și cabană);
- un condensator, cu ajutorul căruia aerul încălzit este distribuit în spațiile rezidențiale și nerezidențiale ale instalației.
După ce fluxul de aer din exterior pătrunde în sistem cu ajutorul ventilatorului, acesta trece prin aripioarele evaporatorului extern. Freonul folosește energia termică primită, transformându-se treptat într-o stare de gaz. După aceea, substanța gazoasă intră în condensator. Intrând în tuburile de cupru, gazul se deplasează către blocul intern al sistemului.
De îndată ce freonul pătrunde în condensatorul situat în interiorul casei, acesta „se transformă” înapoi în stare lichidă, din cauza căruia are loc transferul de căldură curge în interiorul tuturor încăperilor locuinței.Este necesară o supapă de expansiune pentru a ameliora suprapresiunea.
Partea exterioară
Unitatea exterioară a pompei de căldură se află în spatele jaluzelelor transparente la aer. Este suficient de mare și arată ca un aparat de aer condiționat industrial. Iarna, carcasa pompei îngheață și este acoperită cu un strat dens de zăpadă. Acesta este un proces prevăzut în activitatea sa - conform algoritmilor săi interni, echipamentul merge în mod regulat la dezghețare și se dezgheță complet. După aceea, totul se repetă.
Producători și prețuri
Ce este pe piață și ce mărci ne oferă pompe de căldură aer-aer. Acestea sunt în principal companii din China, Japonia și Germania. Atunci când alegeți un model specific, trebuie să vă bazați pe datele din documentația tehnică, precum și pe recenziile prietenilor și cumpărătorilor de pe Internet. Este demn de remarcat faptul că cele mai bune pompe de aer sunt fabricate în țara soarelui care răsare. Au fost printre primii care au stăpânit această tehnologie pentru încălzirea caselor și a spațiilor industriale. Să aruncăm o privire la câteva dintre cele mai importante mărci de pe piața internă.
- Mitsubishi. Această companie este familiară compatrioților noștri de la mașini. Dar producătorul japonez produce multe alte echipamente utile. Printre avantajele pompelor de căldură ale acestei companii, experții numesc un design unic numit ZUBADAN. Datorită ei, Mitsubishi a reușit să îmbunătățească performanțele instalației și să reducă consumul de energie. Pompele de aer ale acestei companii funcționează până la minus 25 în afara ferestrei. În gama Mitsubishi există modele cu sisteme multi-zone pentru încălzirea spațiilor industriale;
- O altă companie lider este Daikin. Modelele companiei sunt complet integrate în ecosistemul casei și oferă un microclimat autonom, în funcție de dorințele proprietarilor. Daikin produce pompe aer-aer pentru medii rezidențiale, comerciale și industriale. Sistemele pot funcționa atât pentru încălzire, cât și pentru răcire. Se pot adăuga și echipamente de apă caldă;
- În această companie, accentul principal este pe producția de sisteme combinate. De asemenea, designerii Fujitsu acordă o atenție deosebită funcționalității suplimentare a echipamentelor lor. Modelele cu pompe de aer funcționează pentru încălzirea aerului și pentru răcirea acestuia. Adesea la aceste sisteme se adaugă un sistem de apă caldă. Fujitsu oferă în principal pompe aer-aer simple și de dimensiuni mici pentru încălzirea clădirilor rezidențiale.
Unitate pompă de căldură externă
La alegerea unui model specific, experții recomandă să se acorde atenție caracteristicilor tehnice. De exemplu, COP și temperatura minimă „la bord” la care funcționează pompa.
Dacă vorbim despre prețul pompelor de căldură, atunci acesta este determinat de parametrii tehnici ai acestora și de prezența funcționalității suplimentare. Gama de prețuri este mare. Următoarele game de costuri pot fi denumite în funcție de clasa de echipamente:
- Modele de uz casnic. Încălzesc încăperile cuprinse între 100 și 140 de metri pătrați. Preț de la 250 la 350 de mii de ruble;
- Depozite, modele semi-industriale. Preț de la 0,5 la 0,8 milioane de ruble;
- Modele de producție. Cea mai mare performanță (până la 90 de kilowați) și preț. Poate fi utilizat în condiții de funcționare nefavorabile. Prețul variază de la 0,9 la 3 milioane de ruble.
Nu uitați că la prețurile de mai sus trebuie să adăugați și costul proiectării și instalării instalației. Acest lucru contribuie semnificativ la costul încălzirii clădirilor mari, cu multe camere separate prin pereți despărțitori.
Concluzii bazate pe rezultatele utilizării
Întregul sistem de ventilație și încălzire la cheie a costat aproximativ 280.000 de ruble. Aici este necesar să se țină seama de faptul că lucrarea a fost efectuată pe cont propriu, iar la achiziționarea de echipamente și materiale, talentele de reducere a „reducerii” au fost folosite la maximum.
Mulți nu cred că în latitudinile noastre este posibil să încălzim aerul încălzit de electricitate.Din propria noastră experiență, putem spune că acest lucru este real. Astfel de sisteme funcționează și chiar economisesc bani. Suma medie lunară pentru încălzire în țara noastră este de 6000-8000 de ruble. Din experiența vecinilor cu case de o dimensiune similară, știm că aceștia plătesc atât 20.000, cât și 25.000 de ruble pe lună. Se pare că toate costurile noastre pentru instalarea unei pompe de căldură aer-aer se vor achita complet în aproximativ 2 ani.
Cum funcționează și punctele slabe
Pompele de căldură cu aer pot servi drept cel mai simplu mijloc de încălzire locală, precum și pot fi nucleul unui sistem de încălzire centralizat. Principalul lor avantaj este independența totală față de alte utilități de acasă, cu excepția rețelei electrice. Astfel, instalarea unui sistem de încălzire a aerului este posibilă în orice etapă a construcției și chiar după finalizarea sa finală.
Agentul frigorific face cea mai mare parte a lucrului în interiorul pompelor de căldură. Această substanță are un punct de fierbere foarte scăzut, până la -30 ° C. În timpul evaporării, lichidul absoarbe energia, în timpul condensării, o eliberează în mediul extern. Vaporii de agent frigorific nu se pot condensa în mod natural; pentru aceasta, un compresor este pornit, crescând presiunea și „stingând” temperatura. Astfel, aerul exterior este supraîncălzit, de exemplu, de la -5 la -15 ºС, iar delta rămasă de 10 ºС revine în interiorul casei sub formă de căldură utilă.
Dispozitiv pompă de căldură aer-aer: 1 - aer exterior; 2 - schimbător de căldură extern; 3 - bloc exterior; 4 - compresor; 5 - unitate interioară; 6 - aer cald interior; 7 - schimbător de căldură intern; 8 - supapă termostatică
Desigur, totul nu este la fel de roz ca descriu producătorii de echipamente de încălzire. Eficacitatea reală a sistemului este limitată de doi factori:
- Punctul de fierbere al agentului frigorific definește limita la care pompa de căldură este, în principiu, capabilă să funcționeze. Majoritatea dispozitivelor sunt capabile să genereze la temperaturi exterioare de la -5 la -15 ° C, cele mai scumpe (Zubadan) funcționând până la -25 ° C. În sistemele complexe de încălzire bazate pe pompe de căldură, un evaporator suplimentar poate fi utilizat în unitatea exterioară.
- Factorul de conversie (COP) definește raportul dintre puterea de căldură și puterea electrică aplicată. Valoarea reală a coeficientului este invers proporțională cu diferența de temperatură a aerului din interiorul clădirii și din exterior. Astfel, la îngheț sever, performanța HP este semnificativ mai mică.
