Экономное отопление тепловым насосом воздух-воздух

До недавнего времени использование тепловых насосов (ТН) воздух-воздух для отопления сдерживалось ограниченным диапазоном допустимых рабочих температур. Успешная эксплуатация ТН в зонах с умеренным климатом (выше 0 °С) побудила изготовителей к совершенствованию изделий. Новые конструктивные и схемные решения позволили создать ТН, способные надежно работать до температур окружающей среды -30°С. Благодаря этому, география их использования значительно расширилась.

Отличие ТН воздух-воздух от кондиционера

Тепловой насос класса воздух-воздух структурно не отличается от сплит-системы. Он также состоит из внешнего и внутреннего блоков, соединенных кабелем и трубопроводами, в которых циркулирует хладагент.

Основное отличие ТН в том, что внешний блок рассчитан на работу при температуре наружного воздуха значительно ниже нуля (для некоторых моделей -30 °С). А у кондиционера есть строгое предупреждение, что сплит-систему нельзя включать при температуре ниже определенного значения. Например, в инструкции по эксплуатации кондиционеров  Toshiba это -10 °С.

Чтобы ТН мог работать на морозе, его компрессор закрывается утеплителем. Для отвода конденсата поддон внешнего блока оборудуется подогревом.

Главное функциональное отличие ТН воздух-воздух в том, что у него есть режим разогрева внешнего блока. В этом режиме направление движения хладагента на короткое время меняется на противоположное, и радиатор внешнего блока разогревается. Это необходимо для того, чтобы на радиаторе не накапливался лед. 

Энергетическая эффективность ТН воздух-воздух 

Насос выделяет тепловую энергию из окружающей среды и переносит ее в помещение. При определенных температурах наружного и внутреннего воздуха на 1 кВт потребленной электроэнергии, насос отдает в помещение более 5 кВт тепловой. Создается впечатление, что КПД теплового насоса составляет около 500%.

На самом деле ТН использует электроэнергию на перенос тепла из одной среды в другую. Только небольшая часть потребленной энергии, непосредственно превращается в тепло (трение в механических узлах и сопротивление проводников). Потребителю же важен экономический эффект от использования устройства. И тут получается, что оплатив один киловатт электроэнергии, вы получаете значительно больше тепловой энергии.

Для оценки энергоэффективности ТН используется тепловой коэффициент СОР. Это отношение тепловой мощности, выделенной прибором, к мощности потребленной электроэнергии. Этот коэффициент зависит от температуры внешней среды. Чем ниже температура наружного воздуха, тем ниже СОР. При температуре окружающей среды близкой к предельно допустимой, СОР приближается к единице. Практика показывает, что при колебании температуры от -10°С  до -20°С в течение суток, средний СОР не превышает 1,3.

Чтобы показатель эффективности устройства был более определенным, введен сезонный коэффициент ESCOP. Он вычисляется как отношение тепловой мощности, произведенной устройством за год, к электрической мощности, потребленной за этот же период. Этот параметр указывается в технических характеристиках теплового насоса.

Для получения более полного представления об эффективности ТН воздух-воздух , полезно ознакомиться с эксплуатационными испытаниями кондиционера Mitsubishi Electric MUZ-FH50VEHZ Zubadan Inverter в условиях Подмосковья, которые провела группа коломенских специалистов (смотрите здесь)

Из отчета видно, что тепловая эффективность ТН даже при самых низких температурах выше, чем у электрического конвектора. Тем не менее, они считают, что ТН целесообразно использовать в качестве вспомогательного источника тепла при температурах наружного воздуха до -12 °С. 

Системы отопления с тепловым насосом 

Сейчас получили распространение два варианта отопления с ТН воздух-воздух.

 Для уже построенных домов среднего размера выгоднее и проще устанавливать ТН в виде сплит-системы с одним наружным блоком и одним или несколькими внутренними блоками.

Такую систему легко монтировать, надо только рассчитать мощность внутренних блоков  и правильно разместить их в помещениях.

Для проектирующихся и строящихся домов, целесообразно использовать ТН канального типа. Его внутренний блок устанавливается  в коридоре или подсобном помещении. Раздача теплого воздуха осуществляется по воздушным каналам, размещенным под полом или за фальшпотолком.

 Благодаря такой конструкции ТН,  в помещениях больше свободного пространства и не видно никаких устройств, кроме малозаметных решеток.

Выводы 

Современные модели ТН позволяют создавать надежные, удобные в эксплуатации и экономически эффективные системы отопления дома тепловым насосом воздух-воздух. Их в первую очередь целесообразно использовать в местах, где нет природного газа, а также там, где сложно приобретать топливо для твердотопливных и жидкостных котлов.

Однако не стоит рассматривать ТН как основной  источник тепла. Лучше создавать комбинированную систему отопления, а ТН использовать, когда температура наружного воздуха выше -12°С.

Во многих регионах имеются реализованные проекты систем отопления на базе ТН воздух-воздух. Фирмы, проектирующие и монтирующие эти системы, приглашают посетить эти объекты. Воспользуйтесь таким приглашением. 

Подписывайтесь в этом блоге. Если вас заинтересовала эта статья, оставьте свой комментарий. Если вам нужны статьи технической тематики, обращайтесь к автору. Контакты смотрите в разделе "Услуги копирайтера"