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

Ønsker du å installere konvektorvarme i hjemmet ditt, hvor en luft-til-luft varmepumpe brukes til å varme opp kjølevæsken, noe som gir betydelige besparelser på oppvarmingskostnadene? Enig i at å få fullverdig oppvarming i et selskap med varmtvann praktisk talt gratis er et veldig fristende foretak.

Men du vet ikke hvordan du bygger et slikt system for å varme opp rom på en alternativ måte og få varmt vann til husholdningsbehov?

Vi vil hjelpe deg med å løse dette problemet - artikkelen dekker prinsippet om drift og design av pumpen. Et slikt system må bare bruke energi på driften av kompressoren, og hovedvolumet av varme vil ganske enkelt bli tatt fra gaten fra atmosfæren, som vi ennå ikke har blitt bedt om å betale penger for.

Fordelene med implementeringen i systemet og betydelige ulemper vurderes også. Spesiell oppmerksomhet rettes mot valg og beregning av pumpen.

Og for de som liker å gjøre alt med egne hender, foreslår vi å bygge en slik pumpe selv ved å bruke tilgjengelige materialer. For å hjelpe gir vi fotografisk materiale og videoanbefalinger om design og drift av en luftvarmepumpe.

Egenskaper for luft-til-luft varmepumpe

Enhver varmepumpe tilhører utstyr fra sfæren alternativ energi. Den tar den termiske energien til luftmasser på gaten, fra det omkringliggende rommet innendørs, for å varme opp boliger og ikke-boligobjekter med den.

Den bruker ikke brennbart drivstoff.

Ekstern varmepumpe (TN) luft-til-luft ligner på et inverter klimaanlegg, delt system fra den ytre og indre blokken.

Og i henhold til operasjonsprinsippet minner det mer om et kjøleskap, bare det virker "omvendt". Men i motsetning til begge, er denne varmepumpen i stand til både å kjøle og varme opp luftmassene i huset.

Varmepumpen tar lavgradig termisk energi fra uteatmosfæren og varmer romluften med den til behagelige temperaturer

Driftsprinsipp og intern struktur

Driften av en luft-til-luft HP er basert på et enkelt fysisk fenomen av termodynamikk - når en væske fordamper, avkjøler den overflaten som den er spredt fra. For eksempel demonstrerer damp over et krus varm te den samme effekten.

Et vanlig kjøleskap fungerer etter dette prinsippet. Inni den er det rør som kjølemediet sirkulerer gjennom under høyt trykk. Den tar varme fra innsiden av fryseren, og blir litt varmere.

Deretter slippes den oppsamlede varmen ut i luften i rommet gjennom en varmeveksler (risten på baksiden av kjøleskapet).

Om vinteren varmer luft-til-luft varmepumpen opp romluften, og om sommeren kan den avkjøle den

Og for at kjølemediet skal kjøles ned til driftstemperaturer, komprimeres det i en kompressor. Dessuten, under driftssyklusen freon inne i systemet kompressor-kondensator-fordamper skifter stadig fra gassformig til flytende og tilbake.

En luftvarmepumpe fungerer på nøyaktig samme måte. Bare den tar varme fra gaten, og ikke fra en lukket fryser. Selv om det er frost ute, er det fortsatt mye termisk energi i atmosfæren.

For å produsere varme trenger en varmepumpe kun energien som brukes for å drive kompressoren. Diagrammet viser i detalj varmeoverføringsprosessen

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

• kompressor;
• fordamper med tvungen luftvifte;
• ekspansjonsventil;
• kobberrør for pumping av freon mellom gaten og huset;
• kondensator med vifte som tilfører oppvarmet luft til rommet.

De tre første elementene utgjør den eksterne enheten, og den siste tilhører den interne delen av varmepumpen. Varmeisolerte kobberrør er designet for kontinuerlig bevegelse av kjølevæske mellom disse delte systemmodulene.

Bevegelsen av freon i en varmepumpe skjer i en ond sirkel, som et resultat av at den stadig trekker seg sammen og utvides

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

1. Uteluft trekkes inn i utendørsenheten av en vifte og presses gjennom finnene på den eksterne fordamperen. Freon som sirkulerer gjennom varmeveksleren absorberer den termiske energien som er tilgjengelig i den, mens den går over i en gassformig tilstand.
2. Gassen kommer deretter inn i kondensatoren, hvor den komprimeres. Og så pumpes det gjennom kobberrør til innedelen.
3. I en kondensator som er plassert i huset, blir gassen tilbake til væske, og overfører varme til inneluften.
4. Deretter frigjøres overtrykket gjennom ekspansjonsventilen, og flytende freon sendes igjen til primærfordamperen.

Temperaturen på freon som kommer inn i den eksterne enheten er alltid lavere enn omgivelsestemperaturen. Derfor tar den alltid varme fra atmosfæren.

Men nivået av "kjøling" av kjølevæsken i systemet er konstant, og utetemperaturen svinger konstant.Av denne grunn, i alvorlig frost, mister TN sin effektivitet.

Bevegelsessyklusen til kjølevæsken til en luft-til-luft varmepumpe: 1. den komprimeres av en kompressor, 2. den kondenserer i varmeveksleren og avgir varme, 3. den går inn i den eksterne varmeveksleren i form av en væske, 4. den fordamper der, fanger opp den termiske energien til det ytre miljøet under fordampning, 5. går tilbake til kondensatoren igjen

For å øke kraften til varmepumpen gjøres overflatene på kondensatoren og fordamperen så store som mulig. Og for uavbrutt drift om vinteren er den eksterne varmeveksleren utstyrt med eget avrimingssystem.

Fordeler og ulemper med en luftvarmepumpe

Hvert teknisk komplekst system har sine egne fordeler og ulemper. Annonsebrosjyrer er én ting, men i realiteten risikerer eiere av varmepumper å støte på visse problemer.

Luft-til-luft oppvarming/kjøleenheter er fordelaktige av en rekke årsaker.

De viktigste fordelene inkluderer:

• Allsidighet. Systemene lar deg varme og avkjøle rom avhengig av formålet med rommet, behov og klimasesongen.
• Miljøvennlighet. De gjør det mulig å fullstendig slutte å brenne naturgass, kull, ved, etc., som forurenser det naturlige miljøet med forbrenningsprodukter.
• Enkel å installere. Å montere et system fra fabrikkproduserte komponenter er ikke vanskelig. Du kan bygge en varmepumpe selv ved hjelp av tilgjengelige materialer.
• Brannsikkerhet. Prosessen med å generere varme involverer ikke bruk av drivstoff. Selv forstyrrelser i driften av installasjonen vil ikke føre til brann.
• Økonomisk. De er attraktive på grunn av deres høye varmeoverføringskoeffisient til minimale kostnader (for 1 kW forbrukt strøm produserer de 4–5 kW varme). I tillegg betaler de raskt for seg selv.
• Rimelig pris. Kostnaden for fabrikklagde systemer gjør at nesten alle kan kjøpe en varmepumpe. En selvlaget installasjon vil være praktisk talt gratis.
• Brukervennlighet. Den mest teknisk komplekse enheten i systemet er kompressoren, hvis vedlikehold er vanskelig å takle. Med den typiske belastningen av varmepumper, svikter kompressorer sjelden før tiden som er lovet av produsenten.

For å organisere oppvarming i ett rom er det nok installere et delt system, henger en ekstern modul på fasaden, og en konvektor på innerveggen. For å varme opp flere rom, må du installere oppvarmede luftfordelingskanaler.

For hver kilowatt elektrisitet som forbrukes, produserer varmepumpen opptil fem kilowatt termisk energi

All styring av luft-til-luft varmepumpen utføres av innebygd automatikk. Du trenger ikke å være spesielt oppmerksom på driften og konfigurasjonen av dette systemet. Du trenger bare å rengjøre luftfiltrene regelmessig og skifte dem av og til.

Blant de negative aspektene ved varmepumper er:

• riktignok ubetydelig, men fortsatt bakgrunnsstøy;
• direkte avhengighet av systemeffektivitet på ekstern temperatur;
• økning i strømforbruk når det blir kaldt ute;
• støv henger konstant i luften på grunn av kontinuerlig drift av viften og luftkonveksjon i rommet;
• avhengighet av strømforsyning (for uavbrutt drift vil en generator være nødvendig).

Ved utetemperaturer ned til -10°C fungerer alt perfekt, varmen tatt fra gaten er nok til å skape komfortable forhold i huset. Men med ytterligere kjøling reduseres effektiviteten til kuttepumpen.

Hvis hytta er bygget i et område med kaldt klima og alvorlig frost om vinteren, kan du ikke klare deg uten en ekstra kjele eller peis.

I varmt klima takler en luftkildevarmepumpe oppvarmingsoppgavene til et privat hjem uten problemer, men i alvorlig frost vil en ekstra varmekilde ikke skade

Til arrangement av luftoppvarming Slike systemer er ideelle. Minimum energiforbruk, installasjonsinnsats og vedlikeholdsproblemer. Men de kan ikke varme opp vann. For å gjøre dette må du i tillegg installere en kjele eller koble til sentraliserte nettverk.

Luft-til-luft varmepumper er den optimale måten å varme opp bygninger laget av tre eller SIP. Slike bygninger har lave varmetap, og luftvarmepumpens kapasitet for oppvarming er rikelig.

Om sommeren kan en luft-til-luft varmepumpe brukes til å varme opp bassengvannet

Grunnleggende forskjeller fra klimaanlegg

Utvendig ligner en luft-til-luft varmepumpe på et husholdningsklimaanlegg. Men den har sine egne karakteristiske designfunksjoner og tekniske egenskaper.

Den første enheten brukes som hovedkilde til oppvarming, og fungerer året rundt. Og den andre er mer beregnet på å kjøle ned luften i sommervarmen.

Hovedfunksjonen til en varmepumpe er oppvarming. Imidlertid er mange modeller også i stand til å kjøle inneluften. Men i denne driftsmodusen er de betydelig dårligere enn klimaanlegget når det gjelder energieffektivitet. Dette er snarere et ekstremt tilfelle av deres bruk.

Utseendemessig er klimaanlegget og luftvarmeren like, men har helt forskjellige formål og ytelsesegenskaper

På den annen side, mange inverter klimaanlegg kan varme opp inneluften. Men de bruker mye mer strøm enn varmepumper. Hver enhet har sitt eget formål.

Bruken av luft-til-luft HP er først og fremst en overgang til fornybare energikilder.

Disse systemene er kostnadseffektive, til tross for den store innledende investeringen av penger. Reduksjonen i oppvarmingsregninger betaler for alle startkostnader.

Valg og beregninger av varmepumpe

En luft-til-luft varmepumpe vil bare være effektiv hvis den velges riktig. Det er nødvendig å beregne kraften på forhånd avhengig av kvadratmeterne til huset. Og først da se på prisene til forskjellige produsenter.

Beregningene bruker energieffektivitetskoeffisienten COP (forholdet mellom HP-effekten og energiforbruket).

Under "drivhusforhold" når den ofte 4–5 poeng, og de mest moderne modellene når 7–8. Men når utetemperaturen synker til -15–20°C, synker dette tallet kraftig til bare to.

Varmepumpen gir optimal varmeytelse ved utetemperaturer på -10...+10 grader Celsius, så den tar opptil ¾ av varmeenergien fra gaten

På beregning av luftoppvarming må tas i betraktning:

• termisk isolasjon og isolasjon av lokaler;
• område av rom;
• antall personer som bor i hytta;
• generelle klimatiske forhold i området der huset ligger.

For de fleste boliger trengs ca 0,7 kW varmepumpeeffekt for hver ti kvadratmeter. Men alt her er ganske vilkårlig. Hvis taket er høyere enn 2,7 m eller veggene og vinduene er dårlig isolert, vil det kreves mer varme.

Det finnes mange produsenter av luft-til-luft varmepumper i både Asia og Europa.

Systemene har gode anmeldelser fra Daikin, Dimplex, Hitachi, Vaillant, Mitsubishi, Fujitsu, Transportør, Aertec, Panasonic Og Toshiba. Nesten alle modellene deres er tilpasset innenlandske driftsforhold og har vist seg godt.

Selv med spenningsstøt går de ikke i stykker og fortsetter å fungere skikkelig etter å ha slått på strømmen.

Prisen på luftvarmepumper varierer fra 90 til 450 tusen rubler. Her avhenger mye ikke bare av kraften til enheten, men også av tilleggsfunksjonaliteten og produksjonslandet.

Utvalgte modeller utfyller:

• filtre for luftrensing og desinfeksjon;
• reservevarmere;
• elektriske generatorer;
• GSM-moduler for systemadministrasjon;
• ionisatorer og ozonisatorer.

Praksis viser at ved frost under -15 ° C blir rom som bare oppvarmes av en varmeluftpumpe kjølige. Og uten en ekstra varmeapparat lukter rommene ærlig talt ikke behagelig.

Men i de sørlige regionene, hvor slike frost er sjeldne, er HP ganske effektiv og mer enn rettferdiggjør pengene brukt ved å spare energiressurser.

Hjemmelaget fra et gammelt kjøleskap

Det er ganske vanskelig å sette sammen en luft-til-luft varmepumpe fra individuelle kompressorer og kondensatorer uten spesialisert ingeniørkunnskap. Men for et lite rom eller drivhus kan du bruke et gammelt kjøleskap.

Den enkleste luftvarmepumpen kan lages fra et kjøleskap ved å forlenge en luftkanal inn i den fra gaten og henge viften på det bakre gitteret på varmeveksleren

For å gjøre dette må du lage to hull i inngangsdøren til kjøleskapet. Gjennom den første vil gateluft komme inn i fryseren, og gjennom den andre nedre vil den slippes tilbake til gaten.

Samtidig, under sin passasje gjennom det indre kammeret, vil det avgi en del av varmen som er tilstede i det til freon.

Du kan også enkelt bygge inn kjølemaskinen i veggen med døren åpen utover, og varmeveksleren bak inn i rommet. Men det bør tas i betraktning at kraften til en slik varmeovn vil være liten, og den bruker mye strøm.

Luften i rommet varmes opp av en varmeveksler på baksiden av kjøleskapet. En slik varmepumpe kan imidlertid bare fungere ved utetemperaturer som ikke er lavere enn pluss fem Celsius.

Disse husholdningsapparatene er kun beregnet for innendørs bruk.

I en stor hytte vil luftvarmeanlegget måtte suppleres med luftkanaler som fordeler varm luft jevnt i alle rom

Installasjon av en luft-til-luft varmepumpe er ekstremt enkel. Det er nødvendig å installere de eksterne og interne blokkene, og deretter koble dem til hverandre med en krets med kjølevæske.

Den første delen av systemet monteres utendørs: direkte på fasaden, taket eller ved siden av bygget. Den andre i huset kan plasseres på taket eller veggen.

Det anbefales å installere utedelen noen få meter fra inngangen til hytta og vekk fra vinduene, ikke glem støyen fra viften.

Og den interne er installert slik at strømmen av varm luft fra den sprer seg jevnt over hele rommet.

Hvis du planlegger å varme opp et hus med flere rom i forskjellige etasjer ved hjelp av en luft-til-luft varmepumpe, må du installere et system med tvungen luftventilasjonskanaler.

I dette tilfellet er det bedre å bestille prosjektet fra en kompetent ingeniør, ellers kan det hende at kraften til varmeren ikke er nok for alle lokalene.

Strømmåleren og beskyttelsesanordningen skal kunne tåle spissbelastningene som genereres av varmepumpen. Når det plutselig kommer en kuldebrann ute, begynner kompressoren å bruke strøm mange ganger mer enn vanlig.

Det er best å legge en egen tilførselsledning fra fordelingspanelet for en slik luftvarmer.

Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot installasjon av freonrør. Selv den minste flis inni kan skade kompressorutstyret.

Du kan ikke klare deg uten kobberloddeferdigheter her. Generelt bør etterfylling av kjølemedium overlates til en fagperson for å unngå problemer med kjølemiddellekkasjer senere.

Trinn-for-trinn-instruksjoner for å lage en varmepumpe fra et kjøleskap er beskrevet i denne artikkelen.

Konklusjoner og nyttig video om temaet

Driftsprinsipp for luft-til-luft termisk delt system:

Luftvarmepumpe i varmesystemet til et to-etasjes hus:

Inverter klimaanlegg eller luftvarmepumpe - hva er bedre?

Luft-til-luft varmepumper er svært effektive enheter. De er enkle å vedlikeholde, praktiske å bruke og økonomiske.

Det er nå et stort utvalg av lignende systemer på salg; du kan velge en varmeinstallasjon for ethvert hjem. Du trenger bare å beregne kraften riktig, så vil den tjene effektivt i mange år.

Hva synes du om effektiviteten og gjennomførbarheten av å bruke luft-til-luft varmepumper? Del din mening, legg tilbakemelding om bruken av enhetene og still spørsmål. Kommentarskjemaet finner du nedenfor.