Принцип работы теплового насоса воздух-воздух — описание процесса

Принцип работы теплового насоса воздух-воздух не сильно отличается от водяных и грунтовых теплонасосов. Тем не менее, он имеет свои особенности. Для полного понимания, стоит рассмотреть его подробно.

Воздушный тепловой насос – самый дешевый и простой в монтаже среди всех видов такой техники. В этой статье мы рассмотрим как работает воздушный тепловой насос на тепло. Но не стоит забывать, что он может охлаждать помещение — в таком режиме его цикл повторяется в обратном порядке.

Принцип работы кратко

Тепловой насос (ТН) этого типа получает тепловую энергию из воздуха и передает ее в воздух. То есть, он охлаждает окружающую среду и нагревает помещение. По сути, он работает как кондиционер, включенный на обогрев. Но есть одно отличие – кондиционеры малоэффективны при низких температурах, а некоторые модели ТН могут давать тепло, даже если «за бортом» -20 мороза. Поэтому воздушный тепловой насос целесообразно использовать для отопления частного дома.

Полный цикл воздух-воздух

Для переноса тепла в теплонасосах используют хладагент (фреон) R407c, R410a, R22 или другие. Ниже приводим полный цикл его циркуляции для получения тепла:

• Охлажденный хладагент попадает в компрессор, где его сжимает до жидкого состояния и он нагревается за счет изменения давления.
• Попав в конденсатор, фреон отдает тепло в воздух через внутренний блок, охлаждается и его давление падает.
• Расширительный вентиль снижает его давление до минимума и температура падает еще ниже.
• Фреон переходит в газообразное состояние за счет уменьшения давления.
• Хладагент попадает в испаритель, где нагревается от воздуха вне помещения.
• Цикл повторяется снова.

В некоторых моделях хладагент может сжиматься настолько, что частично или полностью сжижается. В таком случае при испарении он сильнее охлаждается и может отобрать у наружного воздуха больше тепла. Но при этом потребление энергии будет выше.

Эффективность теплового насоса

Насколько хорошо будет работать теплонасос, зависит от трех факторов – температуры воздуха, фреона и компрессора. Чем теплее на улице, тем выше КПД насоса. Чем мощнее компрессор, тем большую температуру может он выдать, но и затраты электроэнергии будут выше.

Температура, при которой кипит хладагент, играет большую роль. Чем она ниже, тем проще получить тепло из окружающей среды и отдать его в помещение. Приводим температуры кипения самых распространенных фреонов:

• R22: -25;
• R404a: -30;
• R407c: -21;
• R410a: -37.

Если на улице холоднее, чем температура кипения фреона, он просто не будет испаряться и тепловой насос не сможет работать.

В среднем КПД теплового насоса воздух-воздух не превышает 400%. Если ТН для работы нужно затратить больше энергии, чем он сможет отдать в виде тепла, он просто не будет работать. Максимум тоже нельзя назвать – чем теплее снаружи, тем выше КПД. У каждой модели и марки этот показатель свой.

Что касается окупаемости — в каждом случае это индивидуально. На нее влияет температурный режим, стоимость монтажных работ, общее время работы за сезон.

Режимы работы

Почти все тепловые насосы могут работать «на холод». Принцип работы при этом такой же, но все происходит в обратном порядке. Он просто нагреет воздух снаружи дома и охладит его внутри. Большое премущество такого типа тепловых насосов — нет затрат на монтаж и обслуживание системы отопления, нагретый воздух можно использовать с помощью систем вентиляции, фанкойлов и т.д.

На наружном блоке со временем соберется и намерзнет влага. Она мешает обмену тепла и для этого теплонасос время от времени размораживает ее. У каждой модели свои настройки такого режима, некоторые делают это с помощью ТЭНов, некоторые – за счет коротких включений режима охлаждения.

Современные воздушные тепловые насосы работают как инверторные кондиционеры, что повышает коэффициент энергоэффективности. Они не работают в режиме включен-выключен, а регулируют мощность работы в зависимости от потребностей.

Надеемся что статья была вам полезна. Свои вопросы и мнение вы можете оставить в комментариях. Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!