Prehľad systému tepelného čerpadla vzduch-vzduch: „klimatizácia na vykurovanie“

Spomedzi možností alternatívneho vykurovania sa vzduch medzi tepelným čerpadlom a vzduch považuje za najúčinnejší a najmenej nákladný. Pre taký systém nie je potrebná žiadna komplikovaná práca pri vykopávaní pôdy alebo vŕtaní špeciálnych studní vonku, ani pri inštalácii drahých radiátorov tradičného ohrevu vody vo vnútri domu. Ak je to potrebné a s určitými zručnosťami, také tepelné čerpadlo môže byť vykonané nezávisle a ušetrí sumu rovnajúcu sa pár tisíc dolárov.

Ako funguje tepelné čerpadlo vzduchu?

Pre človeka nového vo fyzike a termodynamike sa myšlienka vzduchového tepelného čerpadla môže javiť ako absurdná. Je skutočne možné pri vonkajšej teplote výrazne pod nulou ohriať vzduch v dome na prijateľnú úroveň? To je skutočne možné, a preto sa priemyselné modely širokého spektra tepelných čerpadiel predávajú pomerne úspešne už viac ako desať rokov. Hlavnou nevýhodou továrenských modelov je veľmi vysoká cena.

Všetky objekty okolo osoby obsahujú určité množstvo tepelnej energie. Aj pri 20 stupňoch mrazu vo vzduchu je nízka potenciálna tepelná energia. Vzduchové tepelné čerpadlo zhromažďuje túto rozptýlenú energiu a obrazne povedané ju koncentruje a potom ohrieva nosič tepla. V našom prípade sa opäť na vykurovanie použije prúd vzduchu cirkulujúceho vo vnútri domu.

Dôležitým prvkom takého systému je chladivo, t.j. látka s veľmi nízkou teplotou varu a odparovaním. V tejto kapacite sa najčastejšie používa plyn Freon, rovnaký ako v chladničke alebo v konvenčnej klimatizácii. Ak v týchto zariadeniach chladivo odvádza teplo a prenáša ho do okolitého prostredia, potom v tepelnom čerpadle zhromažďuje teplo obsiahnuté vo vzduchu a prenáša ho do domu.

Cyklus premeny tepelnej energie s nízkym potenciálom na energiu s vysokým potenciálom sa dá opísať takto:

1. Ventilátor prečerpáva vonkajší vzduch do komory pomocou výparníka.
2. Chladivo vo výparníku sa zahrieva a prechádza do plynného stavu.
3. Chladivo vo forme plynu vstupuje do kompresora a je dodatočne ohrievané, vystavené vysokému tlaku.
4. Chladivo sa potom prenesie do kondenzátora, kde stratí prijatú energiu a opäť sa vráti do kvapalného stavu.
5. Výsledné teplo sa používa na vykurovanie domu.
6. Kvapalné chladivo sa vracia do výparníka.

Na zvýšenie účinnosti zariadenia sa odporúča použiť medzi škrtiaci ventil a výparník špeciálny škrtiaci ventil. Tento cyklus, nazývaný inverzný Carnotov princíp, sa opakuje znova a znova.Na automatizáciu procesu je v obvode zahrnutá automatická riadiaca jednotka.

Tento diagram ilustruje princíp činnosti tepelného čerpadla vzduch-vzduch. Nízka potenciálna energia vonkajšieho vzduchu sa premieňa na tepelnú energiu s vysokým potenciálom

Ako vykurovať dom vzduchom?

Zaujímavé skúsenosti s používaním tepelného čerpadla vzduch-vzduch sú uvedené v nasledujúcom videu:

Na účinné vykurovanie domu pomocou vzduchu je potrebné vykonať tri etapy práce:

1. Zaistite, aby bol nasávaný vonkajší vzduch potrebný na prevádzku tepelného čerpadla.
2. Zostavte jednotlivé časti tepelného čerpadla do jedného zariadenia.
3. Vytvorte si doma ohrev vzduchu.

Na zabezpečenie vonkajšieho vzduchu sa používa výkonný ventilátor. Môže byť inštalovaný priamo proti stene budovy alebo do určitej vzdialenosti výberom vhodného miesta na nádvorí súkromného domu. Odporúča sa umiestniť ventilátor na otvorené miesto s dobrým prúdením vzduchu. Vzduch vstúpi do domu pomocou špeciálnych potrubí. Ak je ventilátor nainštalovaný vo dvore, budete musieť viesť dva potrubia: na prívod vzduchu zvonka a na spätný tok vzduchu. Rúry sa zvyčajne ukladajú do výkopov vykopaných do zeme (súčasne sa musia izolovať) alebo sa nechajú preniknúť priamo cez stenu.

Vonkajšie tepelné čerpadlo vzduch-vzduch je možné umiestniť na vhodné miesto s dobrým prúdením vzduchu: v blízkosti steny domu alebo dokonca na jeho streche

Ako vyrobiť takúto zostavu sami?

Tepelné čerpadlá vzduch-vzduch sa zvyčajne skladajú z niekoľkých zariadení, ako sú napríklad výparník, kompresor a kondenzátor. Na výrobu výparníka môžete použiť veľkú plastovú nádrž, odporúčaná kapacita je 100 - 120 litrov. Do tejto nádrže je vložená cievka z medenej rúrky, cez ktorú cirkuluje chladivo. Na výrobu zvitkov použite vhodnú fľašu, najčastejšie je to plynová fľaša. Rúrka je navinutá na valec a aby sa udržal správny krok medzi závitmi cievky, používa sa hliníková perforovaná koľajnica. Navyše v plastovej nádobe musíte urobiť otvory na prívod a odvádzanie vonkajšieho vzduchu. Výparníková cievka sa ľahko zmestí do menšej kapacity, na to však bude potrebné urobiť viac zákrutov s menším priemerom, čo značne komplikuje prácu a nepriaznivo ovplyvňuje jej kvalitu.

Pre kondenzátor bude potrebná ďalšia medená cievka. Tento prvok sa zvyčajne vyrába z kovovej nádrže, ktorá sa musí narezať a potom uvariť. Vnútri je tiež vložená medená cievka pre chladivo a sú vytvorené otvory, cez ktoré bude prúdiť a vypúšťať vnútorný vzduch. Práce sa vykonávajú pomocou zváracieho stroja.

Jedným z najdôležitejších prvkov systému je kompresor. Ak chcete tento prvok sami urobiť, je dosť problematické, preto sa zvyčajne používajú priemyselné modely. Rozpočtovou možnosťou na vyriešenie problému je odstránenie pracovného kompresora z poškodeného split systému. Typicky je výkon takýchto kompresorov ideálny pre domáce tepelné čerpadlá a zostávajúci zdroj je dostatočný na mnoho rokov prevádzky.

Po dokončení všetkých prvkov by ste mali:

1. Spojte ich.
2. Naplňte systém chladivom.
3. Pripojte výparník k systému prívodu vonkajšieho vzduchu.
4. Pripojte kondenzátor k vykurovaciemu systému domu.

Náplň chladiva je náročná a zodpovedná etapa práce. Na splnenie tejto úlohy je lepšie pozvať skúseného majstra chladenia. Plní freón nielen tepelným čerpadlom, ale tiež pomáha kontrolovať kvalitu zariadenia.

Usporiadanie systému vykurovania vzduchu

Ohrievanie vzduchu je vhodnejšie na použitie s tepelným čerpadlom ako tradičné vodné systémy s objemnými a drahými radiátormi, pretože v tomto prípade nie je potrebné ohriať chladivo na veľmi vysokú teplotu. Vyhrievaný vzduch je distribuovaný do obývacej izby potrubným systémom. To eliminuje pomerne značné tepelné straty, ktoré sú nevyhnutné pri preprave horúcej vody.

Pre tepelné čerpadlo vzduch-vzduch je možné použiť rôzne typy potrubí, najčastejšie sú to spoľahlivé pozinkované oceľové konštrukcie

Zahriaty vzduch z tepelného výmenníka vstupuje do filtra a potom do potrubného systému. Zároveň sa s ním zmieša určité množstvo vonkajšieho vzduchu. To zaisťuje nielen vykurovanie miestnosti, ale aj správnu výmenu vzduchu.

Na prepravu teplého vzduchu potrebujete samozrejme dostatočne výkonný ventilátor. Vzduchovody sú obvykle položené pozdĺž stien miestností a teplý vzduch pochádza z prívodných mriežok, ktoré sa odporúčajú umiestniť blízko okien. Okrem toho je systém vybavený termostatmi, ktoré vám umožňujú nastaviť vykurovanie priestorov v automatickom režime.

Na montáž ohrievač vzduchu musia sa doplniť:

• špeciálne vzduchové kanály;
• sada napájacích mriežok;
• vystužená hliníková páska;
• súprava upevňovacích prvkov;
• nástroj na prácu s pozinkovanou oceľou.

Na prepravu horúceho vzduchu sa úspešne používajú pevné aj ohybné potrubia. V prípade tuhých konštrukcií budú potrebné ďalšie ohyby na rozvinutie smeru prúdenia vzduchu v požadovanom uhle (45 alebo 90 stupňov).

Ak plánujete inštalovať ohrev vzduchu aj vo fáze výstavby domu, môžete skryť vzduchové kanály v stene alebo pod falošným stropom. Inak sú pokryté špeciálnymi dekoratívnymi prvkami.

Najlepšie je namontovať potrubný systém vo fáze výstavby domu. Potom ich možno zabudovať priamo do stien. Ak sa rozhodne neskôr, vzduchové kanály sa umiestnia pozdĺž stien a zakryjú sa ozdobnými mriežkami.