Отличие теплового насоса от кондиционера

Кондиционер и тепловой насос воздух-воздух: в чем отличие?

Если вы воплотили в реальность свою мечту и построили загородный дом, то наверняка размышляете о выборе источника отопления и охлаждения воздуха. Если в вашем коттеджном поселке есть только электричество и площадь дома сопоставима с квартирой, можно использовать печь или камин в связке с электроконвекторами. Но что делать, если площадь дома составляет от 60 квадратных метров и при этом нет лишних средств для оплаты больших счетов?

Обратите внимание на систему «воздух-воздух». Ее часто называют тепловым насосом, и это наиболее корректное из всех названий. Тем не менее, многие люди продолжают использовать термин «кондиционер», хотя в этом случае он мало применим, и позже мы объясним почему.

А еще мы расскажем, что собой представляет такая система нагрева и охлаждения воздуха, каковы ее достоинства и недостатки, в чем ключевые особенности функционирования теплового насоса типа «воздух-воздух». После прочтения вы сможете решить, стоит ли приобретать тепловой насос в качестве основного источника тепла и холода в вашем доме.

Эта статья в большей степени посвящена тепловому насосу «воздух-воздух». Если вас интересуют кондиционеры, прочтите другие статьи на нашем сайте.

Общая информация

Тепловой насос — это относительно новая на нашем рынке система нагрева и охлаждения воздуха. Внешне эта система очень похожа на обычный сплит-кондиционер, какие мы часто наблюдаем в квартирах. Имеется наружный и внутренний блок, которые соединены вместе в единую систему, управляемую с помощью пульта ДУ.

Однако, на этом сходства заканчиваются. Тепловой насос — принципиально иное устройство. Система собирает тепловую энергию с улицы, преобразовывает ее и в дальнейшем использует для обогрева и охлаждения помещения.

При этом используется минимальное количество электроэнергии. Тепловые насосы воздух-воздух очень энергоэффективны. С их помощью можно прогреть или охладить большие площади без ущерба для вашего кошелька и для экологии. Не зря тепловые насосы активно используют в развитых странах Европы, где электричество стоит дороже любого другого энергоносителя.

Кондиционер и тепловой насос: в чем разница?

Ранее мы уже говорили, что использование термина «кондиционер» не корректно. А все потому, что кондиционер в привычном понимании этого слова и тепловой насос — это два принципиально разных устройства. Да, внешне они очень похожи, но их суть кардинально отличается.

Тепловой насос прежде всего предназначен для отопления. Да, его можно использовать и для охлаждения воздуха, но это далеко не первичная функция. А от кондиционера наоборот требуется охлаждение, обогрев есть не во всех моделях, особенно бюджетных.

Вы должны понимать, что тепловой насос не очень эффективен в качестве источника охлаждения воздуха. Он уступает кондиционеру по всем параметрам. При этом кондиционер никогда не сможет так же эффективно и недорого обогреть помещение, как тепловой насос. Эти аппараты предназначены для разных целей.

Именно по этой причине стоит называть тепловые насосы кондиционерами, а кондиционеры — тепловыми насосами.

Если вам нужна качественная замена надоевшему вентилятору в жаркие дни — приобретите кондиционер. Ну а если вы хотите недорого и эффективно прогревать дом большой площади — присмотритесь к тепловому насосу. На данный момент это наиболее экономичная система отопления из всех имеющихся, которая уступает разве что газу.

Достоинства и недостатки

Тепловой насос — это технически сложная система, у которой есть свои плюсы и минусы. Перед приобретением системы «воздух-воздух» ознакомьтесь со всеми нюансами, чтобы понимать, к чему нужно готовиться заранее.

  • Система универсальна и подходит для отопления домов любой площади, а также может использоваться в режиме охлаждения и отчасти заменять кондиционер;
  • Тепловой насос экологичен и не засоряет окружающую среду продуктами горения. В странах СНГ немногие понимают масштабы проблемы, но в Европе каждый домовладелец старается бороться с глобальным потеплением;
  • Система просто и быстро монтируется. Можно доверить монтаж обычной компании, которая занимается установкой кондиционеров;
  • Тепловые насосы пожаробезопасны в отличие от печей, каминов и котлов, работающих на горючем или твердом топливе;
  • Система очень экономична и позволит существенно сэкономить на электричестве при обогреве даже большого дома. Это особенно актуально, если в вашем населенном пункте нет газа и не предвидится;
  • Тепловые насосы надежны. Единственная технически сложная часть — компрессор. Его нужно регулярно обслуживать, но это несложная и недорогая задача. К тому же, компрессоры редко выходят из строя, если за ними регулярно следили;
  • Тепловой насос работает в автоматическом режиме. От вас требуется только первичная установка режима работы. С этой задачей справится даже ребенок.
  • Шум. Он незначителен, но в ночное время суток может помешать особо чувствительным домочадцам;
  • Повышенное количество пыли в воздухе из-за постоянной конвекции. Спасает частая влажная уборка;
  • Требуется электроснабжение без перебоев. С проблемой частично справляется генератор;
  • Высокая стоимость при первоначальной установке;
  • Подходит только для нагрева воздуха. Для воды понадобится отдельное устройство;
  • Низкая эффективность при использовании в морозы ниже -10 градусов по Цельсию.

Подробнее о работе в морозы

Не зря тепловые насосы так популярны в центральной Европе, где морозы традиционно не так сильны, как в Сибири или других холодных регионах России. Ведь один из ключевых недостатков такой системы — неэффективная работа при температуре ниже -10 градусов по Цельсию. Чем холоднее, тем больше электроэнергии необходимо для полноценной работы теплового насоса. В этом случае теряется вся экономичность этой системы.

Если вы планируете использовать тепловой насос в местности с большими морозами, поищите другую систему отопления или используйте насос в связке с печью/камином.

В случае, если ваш дом построен из дерева или СИП-панелей и морозы ниже -10 градусов длятся не более одной-двух недель, можно обойтись одним лишь тепловым насосом. Во всех остальных случаях его точно не хватит для эффективного обогрева помещений.

Принцип работы

Давайте подробнее остановимся на принципе работы теплового насоса типа воздух воздух. Несмотря на всю свою технологичность, тепловой насос очень похож на обычный холодильник. Их принципы работы имеют много общего.

Внутри стандартного бытового холодильника есть тонкие трубы, по которым циркулирует холодильный агент. Во время работы холодильник нагревается. Это тепло мешает охлаждать продукты, поэтому оно собирается в теплообменнике (на решетках сзади холодильника) и отдается в помещение. Таким образом комната несущественно, но нагревается.

При этом холодильный агент необходимо постоянно охлаждать, поскольку он имеет свою рабочую температуру. С этой задачей справляется встроенный компрессор. По сути, для нормальной эксплуатации холодильника достаточно лишь обеспечить работу компрессора. И для этого необходимо совсем немного электроэнергии.

Тепловой насос работает по такому же принципу. Вот только тепло он собирает с улицы, но преобразовывает так же, как и обычный холодильник. При этом не важно, какая температура за окном. Даже при минусовой температуре тепловой насос собирает тепло из атмосферы.

А для эффективной работы теплового насоса достаточно лишь обеспечить компрессор постоянным электричеством. По этой причине тепловые насосы потребляют практически столько же энергии, что и обычный холодильник, но с поправкой на мощность всей системы «воздух-воздух». Ведь тепловой насос может полноценно обогревать комнаты, в отличие от решетки холодильника.

Итоги

Тепловые насосы «воздух-воздух» — одни из самых эффективных и современных систем отопления. Также такая система может работать в режиме охлаждения, но не настолько эффективно, как привычный кондиционер.

Не стоит путать тепловой насос и кондиционер. Эти устройства во много похожи, но предназначены для разных целей. Тепловые насосы отлично справляются с отоплением больших домов, при этом используют минимум электроэнергии. Кондиционеры в большей степени предназначены для охлаждения воздуха, в этом деле им нет равных.

А вы когда-нибудь сталкивались с системой «воздух-воздух»? Поделитесь своими впечатлениями в комментариях ниже. Ваши советы и рекомендации будут полезны для многих частных домовладельцев. Желаем удачи!

Что дешевле: газ, тепловой насос или инверторный кондиционер

Растущие тарифы и проводимый правительством и мировым сообществом курс на энергосбережение в коммунальной сфере приводит владельцев частных домов к мысли о необходимости модернизации действующих котелен, и к мыслям о необходимости заменить газовый котел. Поскольку электрические системы обогрева при действующих тарифах также являются дорогими в оплате, возникает и другой вопрос: как обогреть дом без газа и электричества? Точнее, мы должны предложить решения, как сделать дешевое отопление в новом доме или как переделать старую систему отопления, чтобы платить за нее как можно дешевле.

Чем отопить частный дом? Более остро этот вопрос беспокоит владельцев загородных коттеджей или особняков жилой площадью более 120-150 м.кв. Обогрев дома в несколько этажей стал серьезным испытанием бюджета многих семейств.

Сделаем обзор возможных вариантов отопительного оборудования, а потом будем сравнивать возможные варианты или комбинации систем.

Как обогреть дом без газа

Кроме газовых котлов в качестве альтернативных источников тепла для отопления дома могут использоваться:

  • котлы на твердом топливе;
  • тепловые насосы;
  • электрические обогреватели или электрокотлы;
  • инверторные кондиционеры с функцией теплового насоса, работающие на тепло/холод;
  • гелиосистемы.

Поскольку мы решили сравнивать способы отопления дома с высоким уровнем комфорта и менее затратные, мы вычеркиваем из списка основных источников тепла котлы на твердом топливе и электрокотлы, которые даже с тарифом на отопление не подходят для отопления больших домов. 3000 тысячи киловатт, предлагаемые государством для электроотопления, это очень мало, если обогревать большой дом электрическими обогревателями или кабельными системами.

Читайте также  Тепловая завеса с терморегулятором

Гелиосистемы греют воду или теплоноситель, используя солнечное тепло, но делают это в 4-5 раз лучше в летние солнечные дни, чем в морозную пасмурную погоду. Они максимум могут выступать как вспомогательный источник тепла, для частичного нагрева воды для системы отопления.

Потому в качестве альтернативы газовому котлу мы выбираем два типа теплоснабжения:

  • отопление дома тепловым насосом;
  • отопление дома кондиционером.

Какие тепловые насосы лучше использовать для отопления

Тепловой насос «грунт-вода». Если участок позволяет, и на нем можно проводить укладку горизонтального коллектора, или геология грунта участка позволяет бурить несколько скважин глубиной около 50 м, тогда можно выбирать грунтовой тепловой насос. Температура грунта на глубине ниже уровня промерзания всегда плюсовая – от 7 градусов тепла и выше. С каждого метра скважины (около 50 Вт/м) или метра трубы горизонтального коллектора (15-40Вт/м2) снимается геотермальное тепло, переносимое в систему отопления дома.

Например, для дома в 200 м кв, при значении удельной тепловой нагрузки в 50 Вт на м2 площади дома, нужно будет уложить горизонтальный коллектор на площади до 300 м2 или пробурить глубинные скважины для зондов на общую длину до 150 м.

Зато, если это все сделать грамотно, тепловой насос сам, без дополнительного источника, будет снабжать дом самым дешевым теплом. Надежность и долговечность таких систем вызывают уважение.

Тепловой насос «вода-вода». Если около дома найдутся на небольшой глубине (до 15 -20 м) водные горизонты, можно пробурить скважины и установить гидротермальный теплонасос, использующий тепло подземных грунтовых вод. Вода закачивается в систему теплообмена теплового насоса, отдает тепло, и, охлажденной, сбрасывается назад через другую скважину. Это вариант также сложен в монтаже, водный ресурс должен быть достаточным, чтобы обеспечить нужное количество тепла. Производительность по теплу и холоду такого теплового насоса также постоянна целый год, но отличается более весомыми энергозатратами из-за работы глубинных насосов.

Тепловой насос «воздух-воздух». Различают вентиляционные тепловые насосы, которые могут использовать тепло воздуха, выводимого из помещений дома. Вентилятор направляет теплый воздух на испаритель теплового насоса. Тепло передается фреону, циркулирующему в испарителе, а потом дальше к компрессору и в конденсатор. Преобразованное и приумноженное тепло возвращается в дом, а охлажденный воздух выводится наружу. Полезными свойствами таких систем является рекуперация тепла и качественная очистка воздуха. Такие воздушные тепловые насосы могут комплектоваться модулями нагрева бытовой воды и подогрева воды для системы отопления.

Есть системы «воздух-воздух» с наружным и внутренним блоком, где циркулирующий в контуре компрессора хладагент переносит тепло прямо в вентиляторные доводчики – фанкойлы, установленные по комнатам или в систему водяного отопления. Система с достаточно высоким коэффициентом сезонной энергоэффективности SCOP – до 4-5, благодаря инверторному компрессору. Летом тепловой насос “воздух-воздух” может работать на охлаждение помещений. Недостаток таких моделей – они рассчитаны на небольшую площадь дома.

Тепловой насос «воздух-вода» – наиболее популярный и доступный для широкого внедрения вариант тепловых насосов. Они эффективно подогревают теплоноситель для контуров радиаторов, водяных теплых полов и фанкойлов.

Отличный по надежности и выгодный по цене пример: — тепловые насосы серий Arctic Home Basic и Arctic Home Smart от британского бренда Mycond. Если сравнивать, что в эксплуатации дешевле газ или тепловой насос, однозначно отвечаем – тепловой насос.

Преимущества тепловых насосов:

  • самое главное преимущество — обогрев дома обходиться более чем в 2 раза дешевле, чем газом; если отказаться полностью от газа, и перейти на тариф электроотопления, расходы сокращаются еще вдвое;
  • тепловой насос «воздух-вода» работает на тепло, на холод и на подогрев воды при температурах внешнего воздуха от -25 °C;
  • есть широкий выбор моделей по мощности и функциональности;
  • высокий коэффициент энергоэффективности при работе теплового насоса на отопление – до 4-5 и выше, и на охлаждение;
  • быстрый монтаж, как автономной системы с тепловым насосом, так и с врезкой в уже действующую систему отопления;
  • могут греть теплоноситель до 55-60 градусов, есть и высокотемпературные модели воздушных тепловых насосов, греющих воду до 80 °C;
  • успешно управляют через термостаты, радиаторами, фанкойлами и контурами теплых полов;
  • автоматически управляют резервным источником (котлом или электронагревателем);
  • адаптированы для климатических условий Украины.

Как кондиционеры работают на отопление

Кондиционеры, предлагаемые сейчас рынком, кроме кондиционирования могут работать и на обогрев помещений, используя реверсный режим работы. Они выполняют функцию теплового насоса, но в более ограниченном диапазоне температур наружного воздуха. Более качественно и экономно справляются с этой задачей инверторные кондиционеры. Инверторное управление компрессором точно и экономно реагирует на поставленную задачу по поддержанию нужной температуры воздуха.

Принцип конденсирования хладагента с выделением тепла, используется и в кондиционерах, как и в тепловых насосах. Хладагент закипает от тепла, нагнетаемого вентилятором наружного воздуха, а потом проходит стадии сжатия, конденсирования с отдачей тепла и перехода в жидкое охлажденное состояние. Тепло передается от теплообменника конденсатора в отапливаемое помещение. Получается, кондиционер может извлекать даже мизерную часть тепла из холодного воздуха, чтобы перенести ее в дом. Но чем ниже наружная температура, тем с большими затратами по электрике работает кондиционер. Он может более-менее работать на обогрев до -15 °C. Только некоторые модели способны работать при температурах до -20 °C. При таких температурах компрессор работает с максимальной нагрузкой и потребляет энергию почти как электронагреватель. Кроме этого, сама конструкция кондиционера не предусматривает его эксплуатацию при таких низких температурах. Это приведет к поломке кондиционера, и никто не возместит убытки, поскольку он работал в недопустимых условиях.

Если нет газа, весной или осенью кондиционеры благодаря технологии обогревают комнаты, дешевле в 3-4 раза, чем электронагреватели.

Особенности и функции кондиционеров

  • Могут работать на охлаждение и нагрев воздуха с высокими показателями сезонной энергоэффективности при работе на охлаждение SEER до 5 и выше, на обогрев SCOP — до 4. Класс энергосбережения — до А+++/A++.
  • Рекомендуется использовать инверторные модели, рассчитанные по паспорту на обогрев, при внешних температурах до -10…-15 °C.
  • Экономно работают в мягком или умеренном климате.
  • При критических температурах их не включают, а обогревают дом другими источниками: электронагревателями, газовым котлом или тепловым насосом.
  • Кондиционеры имеют функцию очистки внутреннего воздуха и оснащаются многоуровневым фильтрами. Но это не решает вопроса обязательной вентиляции помещений.
  • Сплит-системы обычно устанавливаются для обогрева одной комнаты, на несколько комнат требуется несколько настенных сплит-систем или мультисплит система для зонного обогрева нескольких помещений.
  • Внешние и внутренние блоки объединены контуром с фреоном, длина трубопровода ограничена.
  • Стоимость систем – от несколько сотен, до днсятка тысяч долларов.
  • Такое воздушное отопление – альтернатива газу, при условии, что для обогрева в мороз имеется еще другой источник тепла.

Газовые котлы — можно ли платить меньше?

Если нет возможности уйти совсем от газового отопления, стоит провести модернизацию или установить хотя бы один из запасных, более дешевых по эксплуатации, источников тепла. Может современный конденсационный котел, с декларируемым КПД в 110%, немного сократит те же 300 – 800 кубов в месяц, если его установить вместо древнего одноконтурного котла. Но систему точно придется переделывать. Установить новые радиаторы и термостаты, они тоже как-то помогут спасти ситуацию. Но газ – есть газ. И через полгода ситуация не улучшится. По стабильности энергосистема более надежна, чем «газовая труба».

Установите сплит-системы или мультисплит систему с канальной разводкой, кассетными блоками или настенный вариант. Так обогреете дом в межсезонье. Для нагрева воды придется ставить бойлер с ТЭНом – что дорого. Но тут стоит просчитать – чем выгоднее пользоваться для нагрева воды: бойлером или газовым котлом. А может гелиосистемой?

Лучше и надежнее – забыть про вечную головную боль с газом, и установить рядом с газовым котлом воздушный тепловой насос. Дороже, чем сплит-системы или бойлер, но зато в два – три раза дешевле придется платить в месяц, чем за газ или электрообогрев.

Выводы

Точный теплотехническиий расчет и данные по сравнительным затратам на различные способы обогрева можно получить при подготовке технико-экономического обоснования или пользуясь программными расчетами для подбора системы теплоснабжения. Такие доступные программы предлагают некоторые производители тепловых насосов.

Что выбрать тепловой насос или инверторный кондиционер вместо газового котла или ему в поддержку? Инверторный кондиционер не станет греть дом, тем более большой площади зимой, это будет дороже, чем греться газом. Тепловой насос «воздух-вода» может работать в паре с газовым котлом или полностью самостоятельно на отопление дома любой площади. К тому же проблема горячей воды и кондиционирования также решается тепловым насосом. Тысячи реализованных подобных проектов уже подтвердили свою энергоэффективность при такой замене.

Как лучше обогреть дом без газа? Установите тепловой насос, с полноценным отоплением, кондиционированием и нагревом воды. Это будет самая экономная в работе система. Лучше сделать один раз качественную реконструкцию топочной или сразу в проект отопления нового дома заложить тепловой насос. Это избавит от множества забот в будущем, поскольку технологии с использованием альтернативных источников тепла в коммунальной сфере будут только совершенствоваться и развиваться, отходя от технологий на ископаемом топливе.

Читайте также  Как устроено и работает тепловое реле?

Будет оставаться в резерве газовый котел? – ваш выбор. Время от времени, в мороз, он может пригодиться, – несколько дней в году. Лучше сохранится.

Чем отличается тепловой насос от кондиционера

Именно этим вопросом задаются многие потребители при попытке выбора оборудования для обогрева своего дома. Ведь в рекламе часто можно встретить упоминание о возможности использования кондиционера для обогрева помещений. А некоторые производители прямо указывают наличие функции теплового насоса в тех или иных моделях климатической техники.

Но все ли так просто? И есть ли смысл выбирать кондиционер в качестве вспомогательного источника отопления? В чем отличия между этой техникой и имеют ли они значение для пользователя? Вопросов очень много. И пришло самое время разобраться в них более подробно.

Обратите внимание. При выборе оборудования стоит учитывать не только личные пристрастия и предпочтения, но и рекомендации специалистов. Только в этом случае можно гарантировать надежную работу установленной системы и бесперебойное выполнение всех поставленных перед ней задач.

Кондиционер и тепловой насос – аспекты работы

Большинство представленных сегодня на рынке кондиционеров может использоваться для обогрева помещений. При этом производители указывают температурный предел их эффективной работы. В зависимости от модели он может достигать 5-15 градусов ниже 0.

Но при этом нельзя забывать об имеющихся ограничениях. Среди них:

  • Существенное падение производительности по сравнению с номинальным показателем системы;
  • Загустение масла и утрата им своих свойств за счет низкой температуры. Износ компрессора при этом увеличивается в несколько раз при каждом запуске;
  • Использование в кондиционерах озонобезопасного хладагента R410A предъявляет повышенные требования к устанавливаемым компрессорам.

Тепловой насос лишен всех этих недостатков, а его применение не имеет каких-либо ограничений. Причем вне зависимости от типа и модификации самого оборудования. Он одинаково эффективен при необходимости обогрева или охлаждения объекта на протяжении года, а его возможности позволяют также закрыть все потребности в горячем водоснабжении.

В качестве источника энергии используется находящееся в воздухе, грунтовых водах или самом грунте тепло. Установки отличаются своей экономичностью, они абсолютно безвредны и могут размещаться на любых объектах без ограничений.

Важно. Использование кондиционера в зимнее время сопряжено с рядом основных и дополнительных ограничений. Тепловой насос не имеет таких недостатков, а его экономичность позволяет осуществлять комфортный обогрев объекта с минимальными затратами электроэнергии.

Основные отличия

Если же говорить о главных отличиях более конкретно, то тепловой насос выгодно выделяется на фоне кондиционера за счет таких своих особенностей:

  • Большая площадь теплообменника для более эффективного получения тепла из внешней среды;
  • Усиленный подогрев картера для исключения проблем с запуском при низкой температуре;
  • Использование производительного вентилятора в наружном блоке для обеспечения более эффективной теплопередачи;
  • Более эффективная технология обогрева объекта и разморозки самого оборудования. При этом продуктивность системы увеличивается, а простои минимизируются;
  • Обеспечение максимально точной регулировки поступления хладагента внутрь теплообменного контура (в кондиционерах используется единая стандартная настройка);
  • Более совершенные комплектующие и подогрев внешнего модуля для исключения его выхода из строя при низкой температуре.

И помните. Тепловой насос – современное и высокотехнологичное оборудование. Такие установки обладают множеством неоспоримых преимуществ, их использование возможно даже при очень низких температурах, а по эффективности получаемой с их помощью тепловой энергии они вне конкуренции.

Отопление дома кондиционером: тепловые насосы

Переход на современные энергоэффективные системы отопления поможет сэкономить в будущем.

Ограниченность в выборе энергоресурсов сегодня не редкость, особенно в районах «молодой» застройки. Если иных источников энергии кроме электричества на объекте нет, кондиционеры станут не только отменным способом охладить жильё летом, но и обеспечат качественный и экономичный обогрев в холода.

Подходящий класс оборудования

Не все кондиционеры пригодны для использования в качестве отопительных приборов. Существует отдельная группа климатической техники, называемая тепловыми насосами. Если кратко, то ключевое отличие такого оборудования заключается в возможности инвертировать направление хладагента в контуре испарителя и компрессора. Таким образом, в летнем режиме установка отбирает излишек тепла из комнатной атмосферы и сбрасывает его на улицу, зимой же всё происходит по обратной схеме.

Нагрев воздуха тепловым насосом происходит не за счёт преобразования электрической энергии в тепловую (как в простейших кондиционерах с функцией нагрева), а за счёт перекачки тепла из одной среды в другую. Отсюда происходит и название оборудования: даже в морозную погоду воздух содержит некоторое количество теплоты, которую можно изъять и направить внутрь здания для поддержания комфортного климата. Но такой принцип работает только при определённых условиях, главным ограничением действует разница температур между улицей и помещением, а также температурные пределы, при которых рабочий теплоноситель — хладагент, может испаряться и конденсироваться.

Устройство воздушного теплового насоса

По конструкции тепловые насосы — приборы достаточно сложные. С одной стороны в комплектацию входит ряд устройств, обеспечивающих обратную циркуляцию теплового контура под управлением автоматики. Это четырёхходовой клапан, расширительный клапан особой конструкции и более сложная система каналов, по которым циркулирует хладагент. С другой стороны, настоящий тепловой насос обязательно комплектуется устройствами, помогающими основным узлам насоса работать в экстремальных условиях. Всё вспомогательное оборудования на языке маркетинга называется «зимним комплектом», в него входят:

  • нагреватель компрессорного масла;
  • радиаторы специальной конструкции, устойчивые к образованию конденсата и обмерзанию;
  • устройства рекуперации, подающие на внешний теплообменник вытяжной вентиляционный поток;
  • система инжекции подогретого хладагента;
  • специальная марка хладагента.

Сфера применения

Основной критерий оценки для тепловых насосов — коэффициент тепловой эффективности, иначе называемый COP. Эту величину в действительности определить достаточно сложно, она зависит как от степени термодинамического совершенства — реального КПД машины с учётом всех цепочек преобразований, так и от мощности источника низкопотенциальной энергии. Эти два фактора склонны изменяться, в основном в зависимости от текущей разницы температур, то есть реальный интерес представляет динамика изменения COP в различных условиях работы. Иначе говоря, производительность отдельно взятой модели теплового насоса рассматривается в соответствии с доминирующим тепловым режимом, а не по самой холодной пятидневке. Экономия, полученная от установки в период умеренной разницы температур, должна покрывать затраты на работу конвекционных и лучистых источников в сильный мороз, когда тепловой насос работать не может.

Тепловые насосы рассчитаны не только для бытового применения. Они отлично справляются с сильным охлаждением ограниченных пространств: морозильных камер или отсеков с вычислительной техникой. В странах Запада активно развивается практика отведения под комнату-холодильник отдельного подвального помещения с последующей передачей тепла наружу летом или в приток вентиляции зимой. Это так называемые бивалентные системы теплоснабжения, другим частным случаем можно назвать подачу на внешний теплообменник воздуха, пропущенного по грунтовому теплообменнику или сухому солнечному коллектору.

Проблемы тепловых насосов

Системы отопления, основанные на воздушных тепловых насосах, отличаются высокой сложностью проектирования: требуется определить не только достаточный объём притока энергии для восполнения теплопотерь, но также эффективный режим работы, количество и расположение узлов нагревательной системы. При этом число единиц и стоимость задействованного оборудования должны быть, безусловно, минимальными.

Обычно следствием ошибок расчёта и установки воздушных систем отопления служит появление в помещении холодных зон, а также конденсация влаги на остеклении, не имеющем тепловой завесы. Места размещения внутренних блоков нужно определять по представленным производителем эпюрам распределения температуры и скорости потока для стандартных режимов нагрева. Эту задачу выполнить особенно сложно с учётом того, что введение каждого нового источника нагрева требует в разных вариациях:

  • установки дополнительного внешнего блока;
  • прокладки магистрали фреона до внешнего блока;
  • прокладки воздушного канала.

Из-за этого окончательная конфигурация системы отопления должна быть выбрана один раз, зачастую задолго до начала работ по внутреннему обустройству дома. Всё из-за крайне низкой пригодности тепловых насосов к модернизации и отсутствия существенного запаса мощности. Крайне важно уметь определить, в каких случаях использовать традиционные нагревательные приборы удобнее и выгоднее, чем инверторный кондиционер. Не в последнюю очередь следует думать и об эксплуатационном ресурсе теплового насоса: наиболее эффективной его работа будет при значениях COP выше 2–2,3.

Разновидности конфигураций: сплит-системы, моноблоки, руфтопы

При всей своей «неуклюжести» тепловые насосы имеют достаточно много конфигураций для выбора наиболее удобного размещения оборудования. Системы мультисплит обязаны своим появлением стремлению сохранить внешний вид зданий, а также обеспечить более высокий уровень технологической организации. Принципиальное отличие таких систем — наличие разветвителя и устройства автоматической регулировки мощности в достаточно высоком диапазоне.

Следующий шаг в этом направлении был сделан при выходе на рынок мультизональных систем VRF и, как частный их случай, систем VRV. В гражданском применении такие системы направлены на коллективное использование, они допускают одновременное подключение нескольких дюжин внутренних блоков к одной уличной установке, при этом протяжённость фреоновой магистрали может достигать сотни метров, а разница по высоте между элементами системы — вплоть до 12 этажей.

Единственное строгое ограничение для тепловых насосов представляет необходимость нахождения внешнего испарителя на открытом воздухе, все остальные изменения в конфигурации — на усмотрение технологов. Это позволило действовать в обратном направлении, избежав применения фреоновых магистралей или сведя к минимуму их протяжённость. Компактные тепловые насосы для локального обогрева достаточно дёшевы, при этом они не требуют обустройства соединительных трубопроводов или воздушных каналов. Моноблочные инверторы, встраиваемые в стену или окно, а также руфтопы, блоки которых расположены по разные стороны от кровельного перекрытия на минимальном расстоянии, позволяют эффективно распределить тепло по всей полезной площади максимально равномерно.

Читайте также  Как выбрать дизельную тепловую пушку?

Инженерные коммуникации

Очевидно, что наиболее пригодные места установки источников тепла в случае использования тепловых насосов — внешние стены и верхние этажи под плоской кровлей или холодным чердаком. Однако при значительных размерах здания его центральные помещения остаются без активного отопления, что не всегда удобно. Решить такую проблему можно за счёт правильной разводки фреоновых магистралей или организации воздушного обогрева, источником тепла в котором выступает атмосферный тепловой насос.

В последнем случае размещать внешний блок лучше в небольшой технической пристройке, обычно расположенной на уровне земли, что облегчает подключение к грунтовому теплообменнику, или на крыше — для подключения к полю гелиосистемы. Внутренний блок располагается внутри здания, соединяясь с внешним через проход в ограждающей стене. Транспортировка нагретого воздуха до потребителей осуществляется через замкнутую систему воздушных каналов:

  • в подающем контуре поддерживается постоянное давление воздуха, объём поступления которого по каждой ветке регулируется канальными шиберами;
  • входы вытяжных каналов расположены в точках, диаметрально противоположным местам установки тёплого притока, через них частично охлаждённый комнатный воздух собирается и подаётся ко внешнему блоку, обеспечивая тем самым цикл рекуперации.

Сама возможность полного контроля над вентиляцией подразумевает существенную экономию. При этом высокая сложность и стоимость воздушных каналов нивелируется относительно низкой стоимостью установки: один блок всегда обходится дешевле нескольких поменьше при равной суммарной мощности.

Когда система с тепловым насосом включает также внутренние блоки с системой медных трубопроводов, стоимость коммуникаций возрастает, однако вместе с тем повышается и комфорт пользования системой. С одной стороны — проложить сложную разводку фреоновых магистралей можно даже при небольшой толщине перегородок и перекрытий. С другой — иногда более эффективным решением оказывается организация замкнутых контуров, в которых циркулирует хладагент, для дальнейшего параллельного подключения к ним внутренних блоков — на это и рассчитаны мультизональные системы.

Канальные кондиционеры

Отдельная категория тепловых насосов, которая включает в себя преимущества воздушного рекуперативного отопления и экономичность инверторной схемы — канальные кондиционеры. Сама по себе концепция скрытого размещения внутренних блоков не нова, однако тепловые насосы подобного типа стали доступны широкому кругу покупателей сравнительно недавно.

Главное отличие такой конфигурации — практически полная бесшумность при наличии внутренних блоков, позволяющих настроить режим работы отопления с высокой гибкостью и точностью. Единственное ограничение для монтажа канальных тепловых насосов представляют строительные конструкции, которые должны содержать как достаточно широкие полости для прокладки каналов, так и внушительных размеров нишу для установки корпуса основного устройства. Но при этом фреоновые магистрали можно прокладывать параллельно с воздуховодами.

Внутренний блок канального теплового насоса выполняет функцию не только нагрева воздушного потока, но также его распределения по отдельным потребителям, фильтрацию и подготовку. Контур рекуперации также может присутствовать, но обычно это устройство выполняется в виде приставки. Помимо широких возможностей в управлении и настройке, скрытое расположение внутреннего блока может быть попросту удобным и никак не повлияет на интерьер помещения.

Резюме

Воздушные тепловые насосы пока не приходится рассматривать как основной и единственный источник обогрева, особенно если в течение отопительного периода возможны затяжные падения температуры ниже -5. -10 °C. Установки, способные работать в более экстремальном температурном режиме, существуют, но входят в значительно более высокую ценовую категорию с более продолжительным сроком окупаемости.

И всё же в среднем диапазоне температур такие приборы демонстрируют действительно высокую эффективность: для восполнения теплопотерь им необходима всего четверть их энергетического эквивалента. При сроке службы такого оборудования свыше 20–30 лет оно успевает окупить себя несколько раз, так что своевременный переход на современные энергоэффективные системы отопления поможет сэкономить в будущем, когда цена на энергоносители станет значительно более высокой, чем сегодня. опубликовано econet.ru

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! © econet

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Зимнее отопление кондиционером — миф или реальность?

Содержание

Содержание

Современный кондиционер может не только охладить летом, но и согреть в межсезонье. А можно ли его использовать в качестве полноценного обогревателя зимой? Говорят, что нет. Разбираемся, так ли это на самом деле.

Почему нельзя использовать зимой обычный кондиционер

Обычный кондиционер с обогревающим режимом годится для обогрева на большей части российской территории лишь в межсезонье, когда еще не начались существенные холода и не стартовал отопительный сезон. Рабочий диапазон наружных температур в режиме нагрева указан в характеристиках. Самая нижняя допустимая уличная температура обычно -7 °С.

Работа ниже предельно допустимой температуры чревата изменением свойств фреона и компрессионного масла. В итоге компрессор заклинит, или он просто сломается. Обледенение дренажной системы вызовет образование конденсата. В результате пострадать может не только кондиционер, но и стена — она отсыреет и промерзнет.

Но есть специальные морозоустойчивые сплит-системы. Их же называют тепловыми насосами.

Устройство и использование тепловых насосов

Теоретически любое устройство, применяемое для передачи тепла при помощи хладагента, компрессора и внешнего источника энергии (в том числе холодильник), является тепловым насосом. В узком смысле тепловыми насосами называют кондиционеры для зимнего обогрева. Применяется также определение «кондиционер/сплит-система с функцией теплового насоса».

Тепловые насосы бывают компрессионные, абсорбционные и полупроводниковые. Абсорбционные в качестве источника энергии используют тепло. Полупроводниковые — термоэлектрическое явление переноса тепла. Эти два типа не распространены в быту, поэтому заострять на них внимание не будем.

Компрессионный тип работает за счет механической и электроэнергии. Климатическая и холодильная техника компрессионного типа работает по принципу второго начала термодинамики и имеет похожую конструкцию. Основные элементы устройства: компрессор, испаритель, конденсатор, дросселирующее устройство и хладагент — как правило, фреон с добавлением компрессионного масла.

В режиме охлаждения испаряющийся во внутреннем блоке хладагент забирает тепло в помещении, после чего всасывается компрессором в наружный блок, где происходит теплоотдача/охлаждение фреона и превращение в жидкость (конденсация). Далее сжиженный хладагент через дросселирующее устройство поступает во внутренний блок и опять испаряется. В режиме обогрева испарение фреона происходит во внешнем блоке (тепловая энергия поглощается из уличного воздуха), а сжижение во внутреннем. Воздух же, проходящий через внутренний блок, нагревается.

Тепловые насосы имеют некоторые конструктивные отличия от обычных сплит-систем с функцией обогрева. В том числе укрупненный теплообменник наружного блока для более эффективного сбора тепла, усиленный подогрев различных узлов, компрессор с двухступенчатым сжатием хладагента, точное регулирование подачи фреона в зависимости от температуры окружающей среды. Также в тепловых насосах используется более устойчивый к низким температурам хладагент.

Как выбрать тепловой насос

Кондиционеры для зимнего отопления следует искать среди сплит-систем с функцией обогрева, принимая в расчет в первую очередь такой параметр, как «рабочий диапазон наружных температур в режиме нагрева». Еще один важный критерий — максимальная площадь помещения. Выбирайте сплит-систему так, чтобы площадь вашего помещения была на 20 % меньше указанной в характеристиках.

Параметры площади и температуры существенно влияют на цену — чем мощнее сплит-система, тем она дороже. Если у вас есть дополнительное отопление, можно сэкономить на тепловом насосе. К примеру, если -25°С бывает у вас всего пару раз за зиму, а в остальное время в среднем -20°С, можно обойтись сплит-системой с нижней температурой -20°С, неплохо при этом сэкономив. А при более сильных холодах переключайтесь на резервное отопление.

Обратите внимание на класс энергопотребления. Есть несколько градаций от G (низший класс) до А+++ (высший). Коэффициенты SEER (охлаждение) и SCOP (обогрева) — это отношение холодопроизводительности устройства (Q) к его выходной мощности (N). Процент экономии электричества между высокими и низкими классами может достигать 50 %.

Наличие инвертора идеально, так как он экономичнее, тише и позволяет регулировать обогрев быстрее и точнее.

Кроме обогревающих сплит-систем, существуют также мобильные кондиционеры с режимом обогрева. Однако для зимнего отопления они малоэффективны, подходят лишь для обогрева в межсезонье или для вспомогательного обогрева. В бюджетных моделях мобильных кондиционеров обогрев реализован с помощью встроенного нагревательного элемента по типу тепловентиляторов. В более продвинутых моделях имеется механизм теплового насоса, но эффективность его невелика, так как тепло аккумулируется не из наружного воздуха, а из внутреннего.

Кстати, более подробно о выборе кондиционеров здесь и здесь.

Плюсы и минусы тепловых насосов

Сплит-системы просты в установке и использовании. Внешний и внутренний блоки при этом могут быть расположены достаточно далеко друг от друга. В моделях с Wi-Fi-модулем управлять устройством можно прямо со смартфона. Кондиционеры с автоматическим режимом могут регулировать параметры работы в соответствии с заданной температурой самостоятельно.

КПД тепловых насосов порядка 3-5кВт тепла на 1 кВт электроэнергии — в разы выше, чем у электрических или газовых котлов. Тепловые насосы дороже, чем те же электрообогреватели, особенно если речь идет о моделях для сибирских зим. Но в длительной перспективе тепловые насосы могут оказаться более экономичными по сравнению с любыми другими способами отопления и окупиться через несколько лет.