Опалення будинку тепловим насосом «повітря-повітря»

1. Принцип роботи і слабкі місця
2. Економія від теплового насоса і область застосування
3. Централізовані і рознесені системи опалення
4. Чи можливий монтаж своїми руками
5. Довговічність системи і її обслуговування

Опалення будинку повітрям - технологія, що виключає посередників у передачі тепла. Із застосуванням теплового насоса ККД системи виростає в 2-3 рази, але чи можуть бути застосовані подібні системи в реаліях російського клімату? Сьогодні ми розповімо про повітряних насосах і пристрої систем опалення з їх застосуванням.

Принцип роботи і слабкі місця

Повітряні теплові насоси можуть служити як найпростішим засобом локального обігріву, так і бути ядром централізованої системи опалення. Їх головна перевага - повна незалежність від інших інженерних комунікацій будинку за винятком хіба що електричної мережі. Таким чином, монтаж системи повітряного обігріву можливий на будь-якому етапі будівництва, і навіть після його остаточного завершення.

Основну роботу всередині теплових насосів виконує холодоагент. Ця речовина має дуже низьку температуру кипіння, аж до -30 ºС. При випаровуванні рідина поглинає енергію, при конденсації - виділяє її в навколишнє середовище. Конденсуватися природним шляхом пари холодоагенту не можуть, для цього в роботу включається компресор, що підвищує тиск і «вичавлює» температуру. Таким чином відбувається переохолодження вуличного повітря, наприклад, від -5 до -15 ºС, а решта дельта в 10 ºС повертається всередину будинку у вигляді корисного тепла.

Пристрій теплового насоса «повітря-повітря»: 1 - зовнішнє повітря; 2 - зовнішній теплообмінник; 3 - зовнішній блок; 4 - компресор; 5 - внутрішній блок; 6 - теплий внутрішній повітря; 7 - внутрішній теплообмінник; 8 - терморегулюючий вентиль

Звичайно, все не так райдужно, як описують виробники опалювального обладнання. Реальна ефективність системи обмежена двома факторами:

1. Температура кипіння холодоагенту визначає межу, при якій тепловий насос в принципі здатний працювати. Більшість пристроїв здатні генерувати при вуличній температурі від -5 до -15 ºС, найбільш дорогі (Zubadan) працюють аж до -25 ºС. У складних нагрівальних комплексах на основі теплових насосів може використовуватися додатковий випарник в зовнішньому блоці.
2. Коефіцієнт перетворення (COP) визначає ставлення видається теплової потужності до прикладеної електричної. Реальне значення коефіцієнта обернено пропорційно різниці температур повітря всередині будівлі і на вулиці. Таким чином, при сильному морозі продуктивність ТН істотно нижче.

Економія від теплового насоса і область застосування

Будь-яка технологія, здатна витягти додаткові вати енергії крім витрачених, вже має на увазі істотну економію. Питання стоїть лише в вартості обладнання і терміни, за які воно себе окупить.

Підрахувати нескладно: візьміть розрахункові показники тепловтрат будинку, розділіть на середнє значення СОР з урахуванням середньої температури вуличного повітря в опалювальний період і отримане значення потужності помножте на вартість того типу енергоносія, який міг би використовуватися при іншому типі обігріву.

При вартості близько 3500-4000 рублів за кожен м2 опалювальної площі повітряні теплові насоси мають термін окупності близько 20-30 років, що вдвічі вище гарантованого терміну експлуатації обладнання. Втім, завжди потрібно робити поправку на постійне подорожчання енергоносіїв і потенційну можливість розробки нових, більш ефективних хладагентов.

Однак існують ситуації, коли економію від установки теплового насоса можна відчути прямо відразу. Скажімо, якщо вартість підведення природного газу на ділянку становить близько 700-800 тисяч рублів, придбання агрегату альтернативного опалення забезпечить довічну економію буквально з першого дня використання. Можна заперечити, що газовий котел з успіхом можна замінити електричним , Але не завжди встановленої потужності міської мережі досить для заповнення теплових втрат будинку.

Також важливо розуміти різницю між основною і додатковою системою опалення. Повітряні теплові насоси, розраховані на роботу при плюсових вуличних температурах, за вартістю обходяться в 2-2,5 рази нижче, а економія і комфорт від їх використання в міжсезоння відчутні більш ніж.

Централізовані і рознесені системи опалення

Роль теплового насоса «повітря-повітря» в побутовому застосуванні може зводитися або до обігріву окремих кімнат, коли немає особливого сенсу «ганяти» основний опалювальний агрегат, або до повного переобладнання котельні. В останньому випадку електричний або газовий котел стає резервним джерелом обігріву, допомагаючи теплового насосу впоратися з екстремально низькими температурами або перебоями в енергопостачанні.

Варіант локального застосування теплового насоса бачиться більш розсудливим. Навіщо городити складну опалювальну систему, якщо місцеві нагрівальні прилади забезпечують гнучку регуляцію клімату, а поломка одного з них не призведе до вихолажіванію всієї будівлі? Однак є ряд аргументів проти такого підходу:

1. Дуже складно направити нагріте повітря по потрібному маршруту. Утворюється безліч холодних зон, а вихід на постійний комфортний тепловий режим вимагає часу.
2. Загальна ефективність декількох агрегатів завжди нижче, ніж при установці одного могутнішого.
3. Численні зовнішні блоки зіпсують вигляд фасаду, а внутрішні порушать інтер'єр приміщень.
4. Існують обмеження в тривалості технічної траси, що зв'язує зовнішній блок з внутрішнім, що ускладнює опалення приміщень в центрі великого будинку.

Централізований обігрівач на основі теплового насосу «повітря-повітря» вимагає прокладки мережі повітропроводів, що особливо складно виконати при монолітному типі перекриттів і стін. Але є і переваги такої системи:

1. Ви повністю контролюєте температуру і вологість в будинку.
2. Є можливість очищення і знезараження повітря.
3. Повний контроль над притоком і витяжкою вентиляції допомагає знизити пов'язані з повітрообміном втрати тепла або використовувати рекуператори.
4. Обслуговування одного агрегату вимагає менше часу, сил і засобів.
5. Роботу в екстремальних режимах для одного зовнішнього блоку організувати простіше. Наприклад, має сенс включати додатковий обігрів зовнішнього блоку при великих негативних температурах, аж до розведення поруч багаття. Або, як варіант, можна налагодити систему підготовки повітря на грунтовому теплообміннику .

Чи можливий монтаж своїми руками

Незважаючи на технічну складність теплових насосів, їх установка може виконуватися самостійно. Якщо точніше, то своїми руками ви вільні провести всю «брудну роботу»: прокладку технічних трубопроводів і мереж живлення, навішення внутрішніх і зовнішніх блоків. У паспортній документації до кожного конкретного типу теплового насоса є вичерпна інформація про умови установки блоків, ухилі, протяжності і допустимих вигинах технічних трас.

Все, що залишиться згодом - запросити фахівця, який перевірить коректність монтажу системи і забезпечить її правильне введення в експлуатацію. Ці роботи самому не виконати: потрібно обладнання для прочищення і обезвоздушіванія системи, заправки холодоагенту - в цілому цей процес досить технологічний і складний.

Слід підкреслити, що установка подібних систем кондиціонування не робиться «з кондачка». Потрібен детальний попередній розрахунок, зокрема, необхідно визначити відповідний під конкретні кліматичні умови клас устаткування і обчислити його достатню потужність. Само собою, централізоване опалення на основі теплових насосів викликає ще більше складнощів в проектуванні і погодження робіт з будівельними підрядниками.

Довговічність системи і її обслуговування

Багатьох може відлякати заявлений виробником термін експлуатації системи в 7-10 років. На практиці цей показник істотно вище, просто тепловий насос може з часом втрачати в продуктивності.

В першу чергу це пов'язано з поступовою витоком холодоагенту в зовнішнє середовище і його забруднення вологою та іншими домішками. На цей випадок передбачена досить проста процедура обслуговування, яка полягає в очищенні теплоносія і заповненні його концентрації.

Знос механічних вузлів, таких як компресор або вентилятор, неминучий. Однак хороший тепловий насос передбачає можливість модульної заміни складових його частин. Довговічність обладнання цілком визначається умовами його експлуатації і технічною досконалістю системи. Робота на межі, періодичне обмерзання зовнішнього блоку і інші порушення штатного режиму роботи - ось що потрібно виключити з самого початку, щоб техніка встигла себе повністю окупити і при цьому принесла в будинок бажані тепло і комфорт від використання.

рмнт.ру

08.12.16