Przegląd systemu pompy ciepła powietrze-powietrze: „klimatyzacja dla ogrzewania”

Spośród opcji alternatywnego ogrzewania, powietrze-powietrze pompy ciepła jest uważane za najbardziej wydajne i najtańsze. W przypadku takiego systemu nie jest wymagana skomplikowana praca w celu wykopania gleby lub wywiercenia specjalnych studni na zewnątrz lub zainstalowania drogich grzejników tradycyjnego podgrzewania wody w domu. W razie potrzeby i z pewnymi umiejętnościami taką pompę ciepła można wykonać niezależnie, oszczędzając kwotę równą kilku tysiącom dolarów.

Jak działa powietrzna pompa ciepła?

Dla osoby nie znającej fizyki i termodynamiki pomysł na powietrzną pompę ciepła może wydawać się absurdalny. Czy naprawdę jest możliwe przy temperaturze zewnętrznej znacznie poniżej zera podgrzanie powietrza w domu do akceptowalnego poziomu? Jest to naprawdę możliwe, dlatego modele przemysłowe wielu różnych pomp ciepła są sprzedawane z powodzeniem od ponad dekady. Główną wadą modeli fabrycznych jest bardzo wysoka cena.

Wszystkie przedmioty otaczające osobę zawierają pewną ilość energii cieplnej. Nawet przy 20 stopniach szronu w powietrzu istnieje niewielka potencjalna energia cieplna. Powietrzna pompa ciepła zbiera tę rozproszoną energię i, mówiąc w przenośni, koncentruje ją, a następnie ogrzewa nośnik ciepła. W naszym przypadku ponownie przepływ powietrza w domu zostanie wykorzystany do ogrzewania.

Ważnym elementem takiego układu jest czynnik chłodniczy, tj. Substancja o bardzo niskiej temperaturze wrzenia i parowania. Najczęściej gaz Freon jest stosowany w tej jakości, tak samo jak w lodówce lub zwykłym klimatyzatorze. Ale jeśli w tych urządzeniach czynnik chłodniczy usuwa ciepło i przenosi je do środowiska, wówczas w pompie ciepła zbiera ciepło zawarte w powietrzu i przenosi je do domu.

Cykl konwersji energii cieplnej o niskim potencjale na energię o wysokim potencjale można opisać następująco:

1. Wentylator pompuje powietrze zewnętrzne do komory z parownikiem.
2. Czynnik chłodniczy wewnątrz parownika nagrzewa się i przechodzi w stan gazowy.
3. W postaci gazu czynnik chłodniczy dostaje się do sprężarki i dodatkowo nagrzewa się pod wpływem wysokiego ciśnienia.
4. Następnie czynnik chłodniczy jest przenoszony do skraplacza, gdzie traci odebraną energię i powraca do stanu ciekłego.
5. Powstałe ciepło jest wykorzystywane do ogrzewania domu.
6. Ciekły czynnik chłodniczy jest zawracany do parownika.

Aby zwiększyć wydajność urządzenia, zaleca się stosowanie specjalnego zaworu dławiącego między skraplaczem a parownikiem. Cykl ten, zwany odwrotną zasadą Carnota, powtarza się wielokrotnie.Aby zautomatyzować proces, w obwodzie znajduje się automatyczna jednostka sterująca.

Ten schemat ilustruje zasadę działania pompy ciepła powietrze-powietrze. Niska energia potencjalna powietrza zewnętrznego jest przekształcana w energię cieplną o wysokim potencjale

Jak ogrzać dom powietrzem?

Ciekawe doświadczenie w stosowaniu pompy ciepła powietrze-powietrze przedstawiono w następującym filmie:

Aby skutecznie ogrzać dom za pomocą powietrza, konieczne jest wykonanie trzech etapów pracy:

1. Upewnij się, że powietrze zewnętrzne niezbędne do działania pompy ciepła jest zasysane.
2. Zamontuj poszczególne części pompy ciepła w jednym urządzeniu.
3. Stwórz system ogrzewania powietrznego w domu.

Potężny wentylator służy do dostarczania powietrza z zewnątrz. Można go zainstalować bezpośrednio przy ścianie budynku lub w pewnej odległości, wybierając odpowiednie miejsce na dziedzińcu prywatnego domu. Zaleca się umieszczenie wentylatora na otwartej przestrzeni z dobrym przepływem powietrza. Powietrze dostanie się do domu specjalnymi rurociągami. Jeśli wentylator jest zainstalowany na podwórku, musisz poprowadzić dwa rurociągi: do wlotu powietrza z zewnątrz i do odwrotnego przepływu powietrza. Zazwyczaj rury są układane w wykopie wykopanym w ziemi (jednocześnie muszą być izolowane) lub przepuszczane bezpośrednio przez ścianę.

Jednostkę zewnętrzną pompy ciepła powietrze-powietrze można umieścić w odpowiednim miejscu z dobrym przepływem powietrza: blisko ściany domu lub nawet na dachu

Jak samemu wykonać taki zespół?

Zazwyczaj pompy ciepła powietrze-powietrze składają się z wielu urządzeń, takich jak parownik, sprężarka i skraplacz. Do produkcji parownika można użyć dużego plastikowego zbiornika, zalecana pojemność to 100-120 litrów. Cewka z miedzianej rury jest włożona do tego zbiornika, przez który będzie krążył czynnik chłodniczy. Aby zrobić cewkę, użyj odpowiedniego cylindra, najczęściej jest to butla gazowa. Rura jest nawijana na cylinder, a w celu utrzymania prawidłowego kroku między zwojami cewki stosuje się aluminiową perforowaną szynę. Ponadto w plastikowym pojemniku należy wykonać otwory do dostarczania i usuwania powietrza zewnętrznego. Cewka parownika może z łatwością zmieścić się w mniejszej pojemności, jednak w tym celu konieczne będzie wykonanie większej liczby zwojów o mniejszej średnicy, co znacznie komplikuje pracę i negatywnie wpływa na jej jakość.

Do kondensatora potrzebna będzie kolejna cewka miedziana. Ten element jest zwykle wykonany z metalowego zbiornika, który trzeba będzie wyciąć, a następnie zaparzyć. Wewnątrz wkładana jest również miedziana cewka dla czynnika chłodniczego i wykonywane są otwory, przez które powietrze w pomieszczeniu będzie wchodzić i odprowadzane. Prace są wykonywane za pomocą spawarki.

Jednym z najważniejszych elementów systemu jest sprężarka. Samo wykonanie tego elementu jest dość problematyczne, dlatego zwykle stosuje się modele przemysłowe. Opcja budżetowa pozwalająca rozwiązać problem polega na usunięciu działającej sprężarki z uszkodzonego układu dzielonego. Zazwyczaj moc takich sprężarek jest idealna dla samodzielnie wykonanych pomp ciepła, a pozostały zasób wystarcza na wiele lat pracy.

Po przygotowaniu wszystkich elementów powinieneś:

1. Połącz je razem.
2. Napełnij układ czynnikiem chłodniczym.
3. Podłącz parownik do układu wlotu powietrza zewnętrznego.
4. Podłącz skraplacz do systemu grzewczego domu.

Czynnik chłodniczy jest trudnym i odpowiedzialnym etapem pracy. Aby wykonać to zadanie, lepiej zaprosić doświadczonego mistrza chłodnictwa. Nie tylko napełni freon pompą ciepła, ale także pomoże sprawdzić jakość urządzenia.

Układ ogrzewania powietrznego

Ogrzewanie powietrzne lepiej nadaje się do zastosowania z pompą ciepła niż tradycyjne systemy wodne z nieporęcznymi i drogimi grzejnikami, ponieważ w tym przypadku nie ma potrzeby podgrzewania chłodziwa do bardzo wysokiej temperatury. Ogrzane powietrze jest rozprowadzane w salonie przez system kanałów. Eliminuje to dość znaczne straty ciepła, co jest nieuniknione podczas transportu gorącej wody.

W przypadku pompy ciepła powietrze-powietrze można stosować różne rodzaje kanałów powietrznych, najczęściej są to niezawodne ocynkowane konstrukcje stalowe

Ogrzane powietrze z wymiennika ciepła dostaje się do filtra, a następnie do systemu kanałów. Jednocześnie wmieszana jest w to pewna ilość powietrza zewnętrznego. Zapewnia to nie tylko ogrzewanie pomieszczenia, ale także prawidłową wymianę powietrza.

Oczywiście, aby transportować ciepłe powietrze, potrzebujesz wystarczająco mocnego wentylatora. Kanały powietrzne są zwykle układane wzdłuż ścian pomieszczeń, a ciepłe powietrze pochodzi z kratek nawiewnych, które powinny być umieszczone w pobliżu okien. Ponadto system jest wyposażony w termostaty, które umożliwiają dostosowanie ogrzewania pomieszczeń w trybie automatycznym.

Do montażu system ogrzewania powietrza mieć na stanie:

• specjalne kanały powietrzne;
• zestaw kratek zasilających;
• wzmocniona taśma aluminiowa;
• zestaw elementów złącznych;
• narzędzie do pracy ze stalą ocynkowaną.

Zarówno sztywne, jak i elastyczne kanały zostały z powodzeniem wykorzystane do transportu gorącego powietrza. W przypadku sztywnych konstrukcji konieczne będą dodatkowe zagięcia, aby rozłożyć kierunek przepływu powietrza pod wymaganym kątem (45 lub 90 stopni).

Jeśli planujesz zainstalować ogrzewanie powietrzne nawet na etapie budowy domu, możesz ukryć kanały powietrzne w ścianie lub pod fałszywym sufitem. W przeciwnym razie są one pokryte specjalnymi elementami dekoracyjnymi.

System kanałów najlepiej zamontować na etapie budowy domu. Następnie można je wbudować w ściany. Jeśli decyzja zostanie podjęta później, kanały powietrzne zostaną umieszczone wzdłuż ścian i ukryją je za pomocą ozdobnych kratek.