Тепловой насос воздух-воздух

Самым простым и при этом эффективным является тепловой насос «воздух-воздух», использующий тепловой потенциал атмосферного воздуха и позволяющий отапливать жилище даже при отрицательных температурах окружающей среды.

На первый взгляд подобное утверждение может показаться абсурдным: как можно обогреть дом в мороз, допустим, -10, взяв при этом тепло из окружающего воздуха? Тем более, тепловые насосы «вода-вода» и «земля-вода» перекачивают тепловую энергию тел, температура которых хоть и невелика, но все же имеет положительное значение.

Как работает тепловой насос

Для того чтобы понять, как именно работает тепловой насос воздух-воздух, достаточно провести простой эксперимент: охладить любое тело в морозильной камере до температуры, допустим, -28С, а затем вынести его на улицу, где температура воздуха составляет, к примеру, -10 С.
Через определенное время температура охлажденного  тела повысится и сравняется с температурой окружающей среды. Это значит, что более охлажденное тело нагрелось за счет запаса тепловой энергии, которым обладало менее охлажденное тело, в данном случае окружающая среда.

В действительности, каким бы холодным не был воздух, он обладает запасом тепловой энергии, который можно использовать для отопления. Для этого воздух нужно охладить еще больше, а полученное тепло перенаправить в дом.

Как работает тепловой насос «воздух-воздух»

Тепловой насос «воздух-воздух» работает по принципу кондиционера, развернутого в обратную сторону: он забирает тепло у более холодного воздуха, понижая его температуру, и отдает его в отапливаемое помещение.

В основе процесса теплопередачи лежит свойство хладагента снижать температуру при расширении. При этом ее значение становится ниже значения температуры окружающей среды, что приводит к отбору тепла из окружающего воздуха (вспомните пример с охлажденным в морозильной камере телом, вынесенным на морозный воздух: его температура повышается).

Тепловой насос воздух-воздух

При последующем сжатии температура хладагента резко возрастает, в результате чего создаются идеальные условия для передачи тепловой энергии отапливаемому помещению. При многократном повторении циклов происходит перенос тепловой энергии от наружного воздуха в помещение, что обеспечивает эффективный обогрев.

Наибольшее распространение получили насосы, отапливающие помещение с помощью потоков нагретого воздуха. Они отличаются быстродействием и высокой эффективностью, но не обеспечивают привычный для отопительных приборов сопутствующий нагрев воды для хозяйственных нужд.

В этой связи некоторые производители предлагают также и тепловые насосы «воздух-вода», в которых тепло, выделяемое при сжатии хладагента, используется для нагрева воды.

О достоинствах и недостатках

  • Тепловые насосы «воздух-воздух» универсальны: в холодное время они используются для отопления помещений, а летом для кондиционирования.
  • Для установки и эксплуатации тепловых насосов этого вида не нужно бурить скважин, заниматься дорогостоящими земляными работами или укладывать теплообменники на дно водоема. Объем монтажных работ не сложнее установки обычного кондиционера.
  • Тепловые насосы «воздух-воздух» характеризуются высокой теплоотдачей
  • Отопительная система на их основе не нуждается в монтаже радиаторов отопления и устройстве системы отопления: достаточно иметь воздуховод или установить в помещении внутренний блок насоса
  • Охлажденный воздух может просто сбрасываться в окружающую среду, что также в значительной мере упрощает эксплуатацию насоса (для сравнения следует вспомнить работу теплового насоса «вода-вода», в котором вода забирается из одной скважины, а сбрасывается в другую, расположенную на расстоянии от первой не менее 5 м)
  • Тепловые насосы «воздух-воздух» имеют доступную стоимость и могут использоваться повсеместно

Схема работы теплового насоса воздух-воздух

Справедливости ради следует отметить, что тепловые насосы  «воздух-воздух» имеют и ряд недостатков. Так, в частности, их эффективность в значительной мере зависит от температуры окружающей среды. При морозе ниже -10 С возрастает расход электроэнергии на обеспечение работы насоса, что сводит к нулю эффект от использования тепла окружающего воздуха для отопления.

Так же, как и все тепловые насосы, их целесообразно использовать только для отопления помещений с минимальными тепловыми потерями.

К тому же отопление с помощью перемещающихся потоков воздуха неизбежно приводит к подъему и перемещению частичек пыли, что может стать причиной возникновения у некоторых людей аллергических реакций. Беспокойство может вызывать шум работающих тепловых насосов.

И все же именно тепловые насосы «воздух-воздух» на сегодняшний день следует рассматривать как один из наиболее доступных и эффективных способов альтернативного отопления.
 

Вопросы пользователей: