Воздушный тепловой насос: принцип действия

В связи с постоянно растущими ценами на энергоносители, обогрев домов с помощью альтернативных источников энергии становится все популярнее. Воздушный тепловой насос приобрёл большую популярность, так как его принцип действия заключается в извлечении тепловой энергии из воздуха. Также неоспоримым преимуществом является его дешевизна.

Для отопления чаще используют два вида таких устройств:

  • Воздух-воздух — тепло извлекается из наружной атмосферы и преобразовывается, и идет на обогрев помещения. Такой агрегат можно сравнить с кондиционером, только работающим не на охлаждение, а на отопление.
  • Воздух-вода — энергия также извлекается из атмосферы, но нагревает воду в отопительном контуре дома: радиаторах, теплых полах и т.д.

Расчет воздушного теплового насоса производят исходя из теплопотерь здания, таким образом мощности тн должно хватить на их покрытие. Расчет ведется для самой низкой температуры данного географического региона. Стоит учесть, что при температуре ниже -25 ºС такой тепловой насос становится не эффективным и требуется подключение дополнительного источника энергии. Существуют устройства, работающие при -40 ºС, но они очень дорогие.

Характеристики воздушных тепловых насосов

Оценить эффективность установки помогут несколько параметров — основной показатель, определяющий характеристики воздушных тепловых насосов — это СОР или тепловой коэффициент эффективности. Он определяется по формуле:

СОР = Т2 / (Т2 - Т1), где:

  • Т1 – tº источника тепла,
  • Т2 – tº в отопительном контуре внутри здания.

Расчет температур производится в Кельвинах, поэтому для перевода показателей из Цельсия в Кельвины, к первым прибавляем число 273.

Расчет СОР, как показателя эффективности воздушного теплового насоса, определяет, что при затратах 1 кВт электроэнергии, агрегат производит от 2 до 6 кВт тепловой энергии. В случае с атмосферными теплонасосами, температура за окном постоянно меняется, соответственно меняется и СОР — чем ниже уличная температура, тем ниже СОР.

Почему воздушные тепловые насосы нашли широкое применение

Отопительная система, берущая энергию из атмосферы, дешевле и проще в установке, чем ее геотермальные или водяные аналоги. Для монтажа такого теплонасоса не нужно бурить скважины и прокладывать коллектор. К тому же, не все участки имеют ландшафт, позволяющий использовать для обогрева дома подземные воды или грунт. Бурению скважин или укладке коллектора могут препятствовать щиты твердых пород, залегающие на небольшой глубине.

Атмосферный воздух доступен повсеместно, и его можно использовать для получения дешевой энергии.


Устройство воздушного теплового насоса

Теплонасос, работающий по принципу «воздух-воздух», включает наружный и внутренний блоки. Первый выполняет забор воздуха и нагревает его. Внутренний блок подает уже теплый воздух внутрь помещения. По сути, это тот же кондиционер, работающий на обогрев при максимальной внешней t - 25ºС. Но наибольшую эффективность воздушный теплонасос показывает до -15ºС. Дальше его КПД существенно снижается.

Полученное тепло передается хладагенту, который закипает в испарителе и переходит в газообразное состояние. Затем сжимается в компрессоре, процесс проходит с повышением температуры и увеличением давления. Далее хладагент попадает в конденсатор, где передает свое тепло воздуху, который обогревает помещение. Хладагент в процессе конденсируется и направляется в дроссель, после процесс повторяется.

Агрегат, работающий по принципу «воздух-вода», таким же образом полученную тепловую энергию направляет на нагрев воды в отопительном контуре.

Хочешь получить бесплатную консультацию специалиста?
Загрузка