Как работает тепловой насос воздух-вода
Тепловые насосы приобрели большую популярность среди домовладельцев, которым нужна эффективная система нагрева воды для отопления и кондиционирования. Оборудование можно установить на первой стадии строительства или модернизировать действующую систему. Важной особенностью является то, что тепловые насосы для отопления являют собой выгодное благодаря экономичности решение, позволяющее неплохо сэкономить бюджет в будущем.
Конструкция теплонасоса воздух-вода
Устройство теплового насоса воздух – вода напоминает современный холодильник или климатическое оборудование, действующее по циклу Карно. Охлаждающая сплит-система способна нагревать воздух в комнате до -5°С.
Теплонасосы типа «воздух – вода» обладают улучшенными эксплуатационными параметрами в сравнении с современным климатическим оборудованием. Атмосфера помещения согревается до того момента, пока наружная температура не достигнет -15°С – -25°С. Некоторые модели могут согревать воздух даже во время мороза -32 °С.
Принцип действия теплонасосов типа «воздух – вода»
Работу этого оборудования можно легко описать, не вдаваясь в технические тонкости:
- Внутри контура в компрессоре, конденсаторе и испарителе находится жидкий фреон.
- Попадая в испаритель, хладагент преобразуется в газообразное состояние и нагревается окружающим воздухом.
- Газообразный хладагент под высоким давлением перемещается в компрессор, там нагревается до +120°С и методом впрыскивания попадает в конденсатор.
- Газ в конденсаторе возвращается в жидкое состояние и делится теплом с окружающей средой.
В качестве источника энергии в разных моделях ТН могут выступать воздушные массы, почва, вода и др.
Принцип работы теплового насоса«воздух – вода заключается в отборе и переносе рассеянного тепла из окружающего воздуха в контур отопления комнаты. Циркуляция тепловой энергии непрерывно происходит с помощью солнечных лучей. Тепло от солнечной энергии частично поглощается воздухом, а остатки – почвой, поддерживая на ней постоянный уровень температуры.
В морозные зимы температура недр в водоемах сохраняется в диапазоне +4 – +6°С. Тепловой насос системы «воздух – вода» переносит в контур отопительной и водяной системы дома потенциальное тепло земли, водяных и воздушных масс.
Преимущества и недостатки теплонасоса данного типа
Достоинства тепловых насосов отмечают многие специалисты:
- широкий функционал, сочетающий работу по отоплению, кондиционированию и нагреву воды,
- возможность монтажа в каскаде,
- простая установка и обслуживание,
- экономный тип оборудования, требующий минимум капиталовложений и эксплуатационных затрат,
- питание от одно- и трехфазной электросети,
- средне- и высокотемпературные модели, работающие в системах с конвекторами, теплым полом, радиаторами и фанкойлами в системе кондиционирования,
- А+++ – высокий класс энергоэффективности,
- высокий коэффициент СОР по преобразованию энергии — до 5,0,
- автономная работа или в комплексе с котлом,
- онлайн-управление, программируемые рабочие режимы,
- возможность управления несколькими контурами отопления.
Для установки теплового насоса не требуется специального разрешения, бурения скважины, участка для коллектора и дорогостоящих земляных работ. Внешний блок можно закрепить на стене или на дорожке у дома.
У устройства есть и недостатки: высокая цена устройства в сравнении с аналогами, высокий уровень квалификации работника для расчета системы и подбора оборудования, непростая установка.
Расчет мощности теплового насоса типа «воздух – вода»
Сначала делают предварительный, а потом – окончательный проектный расчёт: 70 Вт мощности насоса на 1 м2. Затем рассчитывается площадь отапливаемой территории. Чтобы получить минимально возможную мощность насоса, полученный результат нужно умножить на коэффициент 0,7. Например, для обогрева площадки в 100 м² понадобится установка теплового насоса на 7 кВт.
Наиболее экономичным станет отопление здания с тепловым насосом системы «воздух – вода», если проектная документация будет составлена квалифицированным специалистом.
Особенности применения тепловых насосов типа «воздух – вода»
Установка ТН требует первоначальных затрат, в которые входит стоимость устройства и монтаж системы. Оборудование окупится за период от 4 до 9 лет. Хотя экономия от установки теплонасоса, купленного в кредит, может быть сокращена.
Из теплонасоса и геотермального источника можно скомбинировать единую систему теплоснабжения. В качестве геотермального источника можно использовать:
- естественный выход геотермальных вод,
- искусственно созданную скважину с выходом нагретой воды на поверхность.
Возможно универсальное применение теплонасоса в составе централизованного теплоснабжения. Этот вариант помогает снизить износ труб, транспортирующих холодную воду.
