Среди основных направлений развития инженерного оборудования для частных домовладений можно выделить повышение производительности с эргономикой и расширение функциональности. При этом все чаще разработчики обращают внимание и на энергетическую эффективность технического оснащения коммуникационных систем. Отопительная инфраструктура считается наиболее затратной, поэтому к средствам ее обеспечения компании проявляют особый интерес. Среди наиболее ощутимых результатов работы в этом направлении выделяется тепловой воздушный насос, который заменяет традиционное отопительное оборудование, повышая энергоэффективность дома.
Особенности тепловых воздушных насосов
Основное отличие заключается в способе генерации тепла. Большинство современных систем отопления предусматривают использование в качестве источника традиционные энергоносители. Однако, в случае с воздушными насосами и для обогрева, и для обеспечения горячего водоснабжения большая часть энергии потребляется от природных ресурсов напрямую. Порядка 20% общего потенциала отводится на снабжение от привычных станций. Таким образом, воздушные тепловые насосы для отопления дома экономнее расходуют энергию и наносят меньший урон экологической среде. Примечательно, что концептуальные версии насосов разрабатывались с целью обеспечения офисных помещений и предприятий. Но в дальнейшем технологии охватили и сегмент бытового оборудования, позволяя рядовым пользователям использовать выгодные источники тепловой энергии.
Принцип работы
Весь рабочий процесс основывается на базе циркуляции хладагента, забирающего тепловую энергию у источника. Обогрев происходит после конденсации воздушных потоков, которые сжимаются в компрессоре. Далее хладагент в жидком состоянии переходит непосредственно в систему отопления. Теперь можно подробнее рассмотреть принцип циркуляции теплоносителя в конструкции насоса. В газообразном состоянии хладагент отправляется в теплообменник, заключенный во внутренний блок. Там он отдает тепло помещению и преобразуется в жидкость. На этом этапе в дело вступает ресивер, которым также снабжается воздушный тепловой насос. Принцип работы стандартной версии этого устройства предполагает, что в этом блоке жидкость будет обмениваться теплом с хладагентом, у которого низкое давление. В результате этого процесса температура образованной смеси вновь понизится, а жидкость отправится на выход ресивера. В момент прохождения газообразного хладагента через трубу с пониженным давлением в ресивере его перегрев усиливается, после чего он наполняет компрессор.
Технические характеристики
Основной технический показатель – это мощность, которая в случае с домашними моделями варьируется от 2,5 до 6 кВт. Полупромышленные также могут использоваться в коммуникационном обеспечении частных домов, если требуется силовой потенциал более 10 кВт. Что касается размеров насосов, то они соответствуют традиционным кондиционерам. Более того, их можно спутать по внешнему виду со сплит-системой. Стандартный блок может иметь параметры 90х50х35 см. Масса также соответствует типичным климатическим установкам – в среднем 40-60 кг. Конечно, главный вопрос касается спектра охватываемых температур. Так как воздушный тепловой насос ориентирован на отопительную функцию, верхний предел считается целевым и в среднем достигает 30-40 °C. Правда, выпускаются и версии с комбинированными функциями, которые также производят охлаждение помещения.
Разновидности конструкций
Существует несколько концепций выработки тепла с помощью воздушного насоса. В итоге и конструкция затачивается специально под запросы конкретной схемы генерации. Наиболее популярна модель, предполагающая взаимодействие в одной системе воздушных потоков и водного носителя. Основная классификация разделяет конструкции по типу организации функциональных блоков. Так, существует тепловой воздушный насос в моноблочном корпусе, а есть и модели, предусматривающие вывод системы наружу с помощью вспомогательного сегмента. По большому счету обе модели повторяют принцип работы обычных кондиционеров, только их функции и производительность подняты на новый уровень.
Применение современных технологий
Инновационные разработки во многом и обусловили развитие классических климатических установок. В частности, компания Mitsubishi использует в своих моделях спиральный компрессор с двухфазным впрыском хладагента, что позволяет оборудованию выполнять свою функцию независимо от температурных условий. Даже при -15 °С тепловой воздушный насос от японских разработчиков демонстрирует производительность до 80 %. Кроме этого, последние модели снабжаются новыми системами управления, за счет которых обеспечивается более удобная, безопасная и эффективная эксплуатация установок. При всей технологичности оборудования сохраняется и возможность его интеграции в традиционные системы отопления с котлами и бойлерами.
Изготовление воздушных насосов своими руками
В первую очередь необходимо приобрести компрессор для будущей установки. Он закрепляется в стене и выполняет функцию наружного блока обычной сплит-системы. Далее комплекс дополняется конденсатором, который можно сделать самостоятельно. Для этой операции потребуется медный «змеевик» толщиной порядка 1 мм, который затем должен быть помещен в пластиковый или металлический корпус – например, бак или цистерну. Подготовленная трубка наматывается на сердцевину, в качестве которой может выступать баллон с размерами, позволяющими интегрировать его в бак. Используя перфорированный алюминиевый уголок можно сформировать витки с одинаковыми промежутками, что сделает эффективнее воздушный тепловой насос. Своими руками многие домашние умельцы выполняют и пайку медной трубы с последующей закачкой фреона, который выступит хладагентом. Далее собранная конструкция подключается к отопительной системе дома посредством внешнего контура.
Отзывы о самодельных установках
Реализовать систему, которая будет дублировать функцию заводских насосов этого типа, несложно. Однако, производительность такого агрегата в большом доме будет едва ли ощутима. Пользователи подобных установок жалуются и на неудобство управления системой. Регуляция эксплуатационных параметров производится вручную, что очень неудобно. И это не говоря о рисках, с точки зрения безопасности – это один из самых больших недостатков, которыми обладают воздушные тепловые насосы. Отзывы, в частности, отмечают проблемы с перемещением хладагента, решать которые можно только с помощью специалистов. Есть и другие негативные нюансы применения самодельных воздушных насосов, но их перекрывает преимущество в виде копеечной стоимости сборки такого агрегата. Для сравнения, фирменная установка оценивается в 20-30 тыс. руб.
Альтернатива воздушным насосам
Параллельно идее об использовании естественной энергии воды и воздуха последние годы развиваются и концепции получения тепла из земли. По этому принципу работают во многом схожие установки, которые в качестве источника используют грунт. Особенностью подобных систем является применение геотермальных зондов в качестве теплообменников. Если тепловой воздушный насос предусматривает использование хладагента с трубчатыми конденсаторами, то в этом случае предполагается погружение функциональных элементов в землю для аккумуляции ее же энергии. Собственно, в этом и заключается главная сложность применения таких систем – в идеале они должны погружаться на глубину порядка 10 м, что не всегда возможно.
Заключение
Отход от традиционных источников энергии не всегда дает ожидаемые результаты. Как правило, разработчики стремятся создавать системы, которые в будущем избавят пользователя от финансовой зависимости от коммуникационного обеспечения. В этом смысле воздушный тепловой насос для дома является одним из самых удачных решений. Он предполагает минимальные затраты электричества на поддержание обогрева, но в то же время не проигрывает классическим системам отопления в плане производительности. Выгодна установка тепловых насосов не только их экономностью, но и удобством в эксплуатации. Конструкция практически не накладывает ограничений на использование современной электронной начинки, поэтому производители стремятся снабжать модели системами управления последнего поколения.
