VALTEC

Теплові насоси – що треба знати?

С. Михненко

Якщо ви порівнюєте варіанти систем будинкового опалення (або опалення та охолодження) в сенсі зменшення витрат, тоді можливо варто придивитися до систем з тепловим насосом (ТН). Наразі це перевірена та надійна технологія для нашої кліматичної зони, яка здатна забезпечити контроль комфорту в оселі протягом усього року, поставляючи тепло взимку, охолоджуючи влітку, а також нагріваючи воду додатково. Наведені тут дані допоможуть інсталяторам, дистриб’юторам та продавцям пояснювати простою мовою необізнаним покупцям та потенційним замовникам дію та особливості систем з ТН

Теплові насоси (ТН) можуть бути відмінним вибором у різних випадках застосування – як для нових будинків, так й для реконструкції діючих систем опалення та охолодження. Вони також є варіантом при заміні наявних систем кондиціонування, оскільки додаткові витрати на перехід від системи охолодження до теплового насоса зазвичай доволі низькі.

Враховуючи різноманіття наявних типів та додаткових можливостей систем з ТН, часто буває важко визначитися та обрати оптимальний варіант для конкретного будинку. Отже, можна постати ряд запитань, серед яких:

  • Які види теплових насосів наразі пропонує ринок?
  • Скільки річних потреб у опаленні та охолодженні може забезпечити тепловий насос?
  • Який розмір (потужність) ТН є достатньою для того, щоб опалювати дім та нагрівати воду для його мешканців?
  • Скільки коштують теплові насоси у порівнянні із іншими системами та скільки можна заощадити на загальному рахунку за електроенергію?
  • Чи потрібно буде перебудовувати дім?
  • Яке обслуговування потребуватиме система з ТН?

Сподіваємося, що інформація від Уряду Канади, наведена нижче, містить важливі факти та дані про теплові насоси, які допоможуть зробити правильний вибір в кожній конкретній ситуації. Вважайте це своєрідним коротким посібником про найпоширеніші типи теплових насосів та фактори, які впливають на вибір, установку, експлуатацію та обслуговування домашнього теплового насосу. Дані, що наведені нижче, призначені насамперед домовласникам, які шукають довідкову інформацію про технології теплових насосів, щоб прийняти обґрунтоване рішення щодо вибору та застосування системи, її подальшої експлуатації та обслуговування. Проте, хоча ці дані допоможуть забезпечити відповідність установки конкретним потребам та бажаним цілям, вони не повинні заміняти роботу з підрядником або консультантом з енергозбереження. Сподіваємося, що ці дані також можуть стати при нагоді корисними для дистриб’юторів та інсталяторів систем з ТН для діалогу із їхніми замовниками та клієнтами. Зазначимо, що подана тут інформація є узагальненою, а специфікації конкретних ТН можуть відрізнятися залежно від виробника установки та типу системи.

Примітка про керування енергією в побуті

Теплові насоси є дуже ефективними системами опалення та охолодження й можуть значно скоротити витрати на енергоносії. Розглядаючи будинок як систему, рекомендується найперше мінімізувати втрати тепла з дому з таких місць, як витік повітря (через щілини, отвори), погано теплоізольовані стіни, стелі, вікна та двері.

Відео. Тепловий насос «повітря-вода»: використання для опалення в котеджі

Вирішення цих проблем може дозволити використовувати тепловий насос меншого розміру (потужності), тим самим суттєво зменшити капітальні витрати на придбання певного ТН та створити умови, щоб система загалом працювала якнайефективніше.

Що таке тепловий насос та як він працює?

Теплові насоси – це перевірена технологія, яка використовується десятиліттями у країнах із подібним до нашого кліматом, або навіть значно північнішим, як, наприклад у Канаді чи у Норвегії для ефективного опалення, охолодження, а в деяких випадках й для продукування гарячої води у будівлі. Насправді, більшість людей щодня взаємодіє з технологією ТН: холодильники та кондиціонери працюють за тими самими принципами та технологіями.

Базові поняття про тепловий насос

Тепловий насос – це пристрій з електричним приводом, який відбирає тепло з того місця, де низька температура (джерело, витік) та подає його в місце з більш високою температурою (споживач, стік).

Труднощі цього процесу, який направлений проти природного напрямку руху теплової енергії можна подолати, доклавши певних зусиль (енергію) з допомогою певного обладнання. Тепло природним чином може розповсюджуватись від місць з більш високою температурою до місць з нижчою температурою (наприклад, взимку тепло зсередини будівлі виходить назовні). Тепловий насос використовує додаткову електричну енергію, щоб протистояти природному напрямку тепловиділення та «перекачує» енергію, наявну в значно холоднішому місці, до більш теплого.

Отже, як тепловий насос нагріває чи охолоджує будинок? Оскільки енергія видобувається ТН із «джерела» (витік), то температура у джерелі знижується. Якщо в якості джерела використовується сам будинок, теплова енергія з нього буде видалятися та охолоджувати цей простір. Так працює тепловий насос у режимі охолодження, такий самий принцип використовується кондиціонерами та холодильниками. Так само, коли споживачеві (у «стік») додається енергія, то там її температура зростає. Якщо будинок використовується як споживач («стік»), до нього ззовні буде додаватися теплова енергія, що нагріває внутрішній простір. Тепловий насос певної конструкції може бути повністю реверсивною машиною, тобто він може і нагрівати, і охолоджувати будинок, чим забезпечувати комфорт в оселі протягом усього року, працюючи чи то як нагрівач, чи то як охолоджувач (кондиціонер),залежно від сезону.

Витоки та стоки енергії для теплових насосів

Вибір джерела (витоку) та стоку енергії для системи теплового насоса є визначальним для параметрів продуктивності, капітальних та експлуатаційних витрат системи та навіть взагалі успішності реалізації такої системи в даних локальних умовах.

У цьому розділі подається короткий огляд поширених джерел та стоків для ТН, що використовуються у житлі.

Джерела

Так склалося, що для обігріву будинків за допомогою теплових насосів найчастіше використовуються два джерела теплової енергії.

Джерело енергії – повітря. Тепловий насос витягує тепло з зовнішнього повітря протягом опалювального сезону та розсіює тепло назовні протягом літнього охолоджувального сезону.

Це можливо здається дивним, що навіть при низьких температурах на вулиці все ще доступна значна кількість енергії, яку можна виділити з навколишнього повітря та доставити у будівлю. Наприклад, вміст тепла в повітрі при - 18°С дорівнює 85% тепла, що міститься при + 21°С. Це дозволяє тепловому насосу врешті діяти як на морозі, так і забезпечувати потрібну температуру в оселі.

Відео. Тепловий насос: використання в квартирі

Системи з повітряними джерелами є найпоширенішими, в тому числі у країнах з досить холодним кліматом – у Канаді, Північній Німеччині, Норвегії, Швеції, Фінляндії та Канаді тощо. Наприклад, побутових систем з первинним джерелом з повітря наразі встановлено по всій Канаді більше як 700 000 одиниць.

Джерело енергії – земля. Тепловий насос з підземним джерелом енергії тепла взимку використовує тепло землі, ґрунтові води або обидва, а також як «потенціально необмежений» стік для відведення тепла, що виводиться з будинку влітку.

Теплові насоси такого типу зустрічаються рідше, ніж агрегати з джерелом із повітря, але їх використання поволі стає все ширшим. Їх головна перевага є в тому, що вони взаємодіють з джерелом зі значно стабільнішою температурою, яке не має таких екстремальних коливань температури, як зовнішнє повітря, використовуючи ґрунт (чи потік води глибоко під землею) як джерело з умовно сталою температурою, що надає тепловим насосам цього типу найвищої енергоефективності.

Тип стоку – повітря. Для ТН, де стік енергії для опалення будинків відбувається через повітря, найчастіше використовуються два способи.

  • Повітря в приміщенні нагрівається за допомогою теплового насоса за допомогою системи з центральним каналом або внутрішнім блоком без повітропроводів, такий як настінний блок.
  • Вода всередині будівлі нагрівається, після чого вона може через гідросистему бути використана для обслуговування таких приладів, як радіатори, «тепла підлога» або фанкойли.

Деякі нотатки про ефективність теплових насосів

Звичайні печі та котли забезпечують опалення приміщень шляхом додавання тепла до повітря за допомогою спалювання такого палива, як природний газ або мазут. Хоча ефективність спалювання постійно підвищується (наприклад у газових конденсаційних котлах), вона все ще залишається нижче 100%, а це означає, що не вся доступна енергія від горіння використовується для нагрівання повітря.

Теплові насоси працюють за іншим принципом. Електроенергія, що надходить у тепловий насос, використовується для передачі теплової енергії між двома місцями – джерелом та стоком. Це дозволяє тепловому насосу працювати більш ефективно, з типовими коефіцієнтами корисної дії понад 100%, тобто виробляється більше теплової енергії, ніж кількість електричної енергії, що використовується для її перекачування.

Важливо відзначити, що ефективність теплового насоса сильно залежить від температури джерела та стоку. Більші перепади температури між джерелом й стоком теплового насоса вимагають, щоб він працював напруженіше, перекачуючи за цикл меншу порцію енергії, що зменшує загальну ефективність.

Визначення правильного розміру (потужності) теплового насосу для максимізації сезонної ефективності є надзвичайно важливим для економічного чинника ефективності витрат.

Термінологія ефективності

В каталогах виробників використовуються різні показники ефективності, що може зробити розуміння продуктивності системи дещо заплутаним для недосвідченого покупця. Нижче наведено розподіл деяких поширених термінів ефективності.

Стаціонарні показники: ці показники описують ефективність теплового насоса в «стаціонарному» стані, тобто без реальних коливань сезону та температури. Вони містять дані про температуру джерела та стоку. Таким чином, їх значення можуть суттєво змінюватися при зміні температури джерела та стоку, а також інших робочих параметрів.

Стаціонарні показники включають:

Коефіцієнт ефективності (COP): COP – це співвідношення між швидкістю, з якою тепловий насос передає теплову енергію (у кВт) та кількістю електричної потужності, необхідної для перекачування (у кВт). Наприклад, якщо тепловий насос використав 1 кВт електричної енергії для передачі 3 кВт тепла, то COP буде 3.

Коефіцієнт енергоефективності (EER): показник EER подібний до COP та описує стаціонарну ефективність охолодження теплового насоса. Це визначається шляхом ділення охолоджуючої здатності теплового насоса в Btu/год («британських теплових одиниць» за годину) на вхідну електричну енергію у ватах (Вт) при певній температурі. EER чітко пов'язаний з описом стаціонарної ефективності охолодження, на відміну від COP, який може бути використаний для вираження ефективності
теплового насоса при нагріванні, а також при охолодженні.

Показники сезонної продуктивності: ці характеристики розроблені для того, щоб дати кращу оцінку продуктивності протягом опалювального або охолоджувального сезону в цілому шляхом включення «реальних» коливань температур протягом усього сезону.

Сезонні показники включають:

Коефіцієнт сезонної продуктивності опалення (HSPF): інтегральний показник HSPF – це відношення кількості енергії, яку тепловий насос доставляє до будівлі за весь опалювальний сезон (у Btu) до загальної енергії (у Вт·год), яку він використовує за той же період.

При розрахунку HSPF використовуються характеристики типових метеорологічних умов (довгострокових кліматичних умов), які характеризують опалювальний сезон. Треба зважати, що умови опалювального сезону є різними у різних місцевостях та навіть можуть відрізнятися у місцевостях, що формально належать до однієї ж кліматичної зони. Треба мати на увазі, що деякі виробники можуть надати у паспорті HSPF для іншого кліматичного регіону, який може відрізнятися від регіону потенційного покупця.

Коефіцієнт сезонної енергоефективності (SEER):індекс SEER вимірює ефективність охолодження теплового насоса протягом усього охолоджувального сезону. Вона визначається шляхом ділення загального охолодження, охопленого протягом сезону охолодження (у Btu), на загальну енергію, витрачену тепловим насосом за цей час (у Вт·год). SEER зазвичай базується на кліматі з середньою літньою температурою + 28°C.

Важлива термінологія для систем з тепловими насосами

Нижче наведені деякі загальні терміни, з якими можна зустрітися у технічній документації щодо теплових насосів.

Компоненти системи теплових насосів

Холодоагент – це рідина, яка циркулює через тепловий насос, поперемінно поглинаючи, транспортуючи та виділяючи тепло. Залежно від свого місця розташування в працюючій систем ця рідина може бути рідкою, газоподібною або сумішшю газ/пара.

Реверсивний клапан контролює напрямок потоку холодоагенту в тепловому насосі та змінює тепловий насос з режиму нагрівання на режим охолодження або навпаки.

Змійовик, котушка – це петля або петлі з труб, в яких відбувається теплообмін між джерелом/стоком та холодоагентом. Трубопроводи можуть мати оребрення для збільшення площі поверхні для теплообміну.

Відео. Тепловий насос: схеми застосування

Випарник – це змійовик, в якому холодоагент поглинає тепло з навколишнього середовища та закипає, перетворюючись на низькотемпературну пару. Коли холодоагент проходить від зворотного клапана до компресора, акумулятор збирає зайву рідину, яка не випаровується в газ. Не всі теплові насоси мають акумулятор.

Компресор стискає молекули холодоагенту разом, збільшуючи температуру холодоагенту. Цей пристрій допомагає передавати теплову енергію між джерелом та стоком.

Конденсатор – це змійовик, в якому холодоагент віддає тепло навколишньому середовищу та стає рідиною.

Розширювальний пристрій знижує тиск, створений компресором. Це призводить до зниження температури, й холодоагент стає сумішшю пари/рідини з низькою температурою.

Зовнішній блок – це місце, де тепло передається до/із зовнішнього повітря в тепловий насос від повітряного джерела. Цей блок зазвичай містить котушку теплообмінника, компресор та розширювальний клапан. Він виглядає й працює так само, як зовнішня частина кондиціонера та зазвичай має вентилятор.

Внутрішній блок – це місце, де тепло передається до/з повітря у приміщенні в деяких типах теплових насосів з джерелом повітря. Як правило, внутрішній блок містить котушку теплообмінника, а також може включати додатковий вентилятор для циркуляції нагрітого або охолодженого повітря до займаного простору.

Пленум, або камера з припливним повітрям можна побачити лише в повітропровідних установках, він є частиною мережі розподілу повітря. Пленум – це повітряний відсік, який є частиною системи для розподілу нагрітого або охолодженого повітря через будинок. Як правило, це великий відсік безпосередньо над теплообмінником або навколо нього.

Інші терміни

Одиниці вимірювання потужності або споживання енергії:

Btu/год (британська теплова одиниця на годину) є одиницею вимірювання теплової потужності опалювальної системи. Один Btu – це приблизно та кількість теплової енергії, яку утворює типова свічка на тортику на День народження. Якщо таку теплову енергію вивільнити протягом однієї години, то це було б еквівалентом одного Btu/год.

КВт, або кіловат, дорівнює 1000 Вт. Це кількість енергії, необхідна для десяти лампочок по 100 Вт.

Тонна (рідко вживається) – це умовна назва (міра) потужності теплового насоса. Вона є еквівалентом 3,5 кВт або 12 000 Btu/год.

Кінська сила (к.с.) – специфічна одиниця теплової потужності, але яка подеколи фігурує в технічних та рекламних документах. Значення в к.с. відмінне від «стандартного» визначення потужності, воно є різним у кожного виробника та враховує тип обладнання та його ефективність. Зазвичай за 1 к.с. теплового (холодового) навантаження для ТН приймається теплова потужність у проміжку 8500-10000 Btu за годину (тобто 1 кВт = ~ 3412 Btu/год, що відповідає потужності
~ 1,2 ÷ 1,5 кВт, часто приймають1,38 кВт). Важливо пам’ятати про наявну розбіжність показників, що наведені у к.с.

Робочі цикли теплового насоса

Опалювальний цикл: Забезпечення будівлі тепловою енергією.

Цикл охолодження: Видалення теплової енергії з будівлі.

Цикл розморожування: Видалення наморозі та відкладень снігу чи льоду на зовнішньому блоці.

Повітряні теплові насоси типу

Теплові повітряні насоси використовують зовнішнє повітря як джерело теплової енергії в режимі опалення, а також для відтоку (розсіювання надлишку) енергії в режимі охолодження. Зазвичай ці типи систем можна розділити на дві категорії:

Повітряно-повітряні теплові насоси. Ці агрегати нагрівають або охолоджують повітря у домі, до того ж вони є найбільш вживаною категорією теплових насосів з джерелом від повітря, наприклад, у Канаді, Норвегії, Швеції, Німеччині тощо. Це також найбільш вживана технологія і в Україні.

Залежно від типу установки їх можна класифікувати.

Канальний: Внутрішній змійовик теплового насоса розташований у повітропроводі. Повітря нагрівається або охолоджується, проходячи через змійовик, перш ніж розподілятися по каналах-повітропроводах до різних місць у будинку.

Без повітропроводів (безканальний): внутрішній змійовик теплового насоса розташований у внутрішньому блоці. Ці внутрішні блоки, як правило, розташовані на підлозі або на стіні житлового приміщення й безпосередньо нагрівають або охолоджують повітря в цьому приміщенні. Серед агрегатів цього типу також розрізняють терміни міні- та мульти-спліт системи.

Mini-Split: єдиний внутрішній блок розташований всередині будинку, обслуговується одним зовнішнім блоком.

Multi-Split: кілька внутрішніх блоків, що розташовані в будинку, обслуговується одним зовнішнім блоком.

Повітряно-повітряні системи ефективніші, коли різниця (перепад) температур всередині та назовні є найменшою, тоді їх теплова продуктивність є найбільшою. За умов великого перепаду температур теплові насоси «повітря-повітря» зазвичай намагаються подати більший об’єм теплого повітря, але нагрівають це повітря до нижчої температури у стоку (зазвичай від 25°C до 45°C) у порівнянні з пічними системами, які подають менший об'єм повітря, але нагрівають повітря до значно вищих температур (від 55°C до 60°C). Якщо споживач переходить на тепловий насос з пічного повітряного опалення, ця особливість для нього є дуже помітною.

Теплові насоси «повітря-вода»: системи ТН «повітря-вода» є менш розповсюдженими, але дуже перспективними та набувають все більшого поширення. Вони нагрівають або охолоджують воду, вони використовуються в будинках з водяними системами розподілу теплоносія, такими як низькотемпературні радіатори, «теплі підлоги» та стіни або фанкойли. Такі ТН також значно легше пристосувати для гарячої водопідготовки.

У режимі опалення такий тепловий насос подає теплову енергію в гідросистему. У режимі охолодження цей процес змінюється у зворотному напрямку, а теплова енергія видаляється з гідросистеми й викидається у зовнішнє повітря.

Робочі температури в гідросистемі мають вирішальне значення при оцінці теплових повітряно-водяних насосів. Теплові насоси «повітря-вода» ефективніше працюють при нагріванні води до нижчих температур, тобто нижче від 45°C до 50°C, та ,власне, краще за все підходять для водяних «теплих підлог» або систем з фанкойлами. Слід бути обережним, розглядаючи можливість їх використання з високотемпературними радіаторами, які потребують температури води вище 60°C, оскільки ці температури зазвичай перевищують технічні межі більшості житлових теплових насосів.

Основні переваги теплових повітряних насосів

Встановлення теплового насоса з джерелом від повітря може мати ряд беззаперечних переваг у порівнянні з іншими системами ТН – відносно недороге обладнання, зручність та швидкість монтажу, відсутність потреби в дорогих підземних роботах, які до того ж інколи є неможливими (з огляду на локальну геологію) або забороненими (наприклад, у містах з наявною підземною інфраструктурою або в історичному середмісті).

Ефективність повітряних тепловийх насосів

Основною перевагою використання теплового насоса з джерелом від повітря є висока ефективність при опаленні у порівнянні з типовими системами, такими як печі, котли та електричні нагрівачі. При 8°C коефіцієнт продуктивності (COP) теплових насосів з джерелом від повітря зазвичай коливається від 2,0 до 5,4. Це означає, що для агрегатів з COP 5,5 тепловий насос «виробляє» (передає ззовні в середину приміщення) за кожну кВт-годину витраченої електроенергії 5,5 кВт·год власне теплової енергії.

Коли температура зовнішнього повітря падає – COP знижуються, оскільки тепловий насос повинен працювати з більшою різницею температур між внутрішнім та зовнішнім простором. При температурі 8°C типові показники COP можуть коливатися від 1,1 до 3,7.

Відео. Тепловий насос для опалення підприємства: відгук

Паспортний коефіцієнт оцінки на сезонній основі є фактором сезонної ефективності опалення (heating seasonal performance factor, HSPF) приладів, наявних на ринку, він може зазвичай змінюватися від 7,1 до 13,2. Важливо зазначити, що такі оцінки HSPF є осередненими та стосуються території з кліматом, подібним до клімату на нижній межі І-ї кліматичної зони України (приблизно, широта Вінниці). Фактична економія повітряного ТН дуже залежить від місця розташування теплового насоса (місцевості, рози вітрів та навіть від орієнтації ТН по сторонах світу).

Енергозбереження

Використання ТН зі значно вищою ефективністю може призвести до значного скорочення споживання придбаної енергії. Фактична економія у конкретному будинку буде залежати від ряду факторів, включаючи місцевий клімат, ефективність даної системи, типу та розмірів (потужності) теплового насоса та стратегії його управління. Наразі доступно багато онлайн-калькуляторів для швидкої оцінки того, скільки економії енергії можна очікувати для конкретного застосування. Але в їх роботі використовуються певні припущення та округлення даних, таким чином для конкретних умов застосування треба завжди проконсультуватися з фахівцем із розрахунків.

Цикл опалювання повітряних ТН

Під час опалювального циклу повітряних ТН тепло відбирається з зовнішнього повітря й «закачується» всередину (див. рис. 1).

Зображення тепловоий насос повітря-повітря Рис. 1. Опалювальний цикл теплового насосу типу «повітря – повітря»

Спочатку рідкий холодоагент проходить через розширювальний пристрій, переходячи на суміш «рідина/пара» низького тиску. Потім він надходить до зовнішнього теплообмінника, який виконує роль теплообмінника випарника. Рідкий холодоагент поглинає тепло з зовнішнього повітря та завдяки властивостям холодоагенту закипає, перетворюючись на низькотемпературну пару. Ця пара проходить через зворотний клапан до акумулятора, який збирає залишки рідини, перш ніж пара надходить у компресор. Потім пара стискається, зменшуючи її об’єм, викликаючи її нагрівання. Нарешті, зворотний клапан направляє газ, який зараз є гарячим, до внутрішнього теплообмінника, яка є конденсатором. Тепло від гарячого газу передається через повітря у приміщення, в результаті чого холодоагент конденсується в рідину. Ця рідина повертається в розширювальний пристрій, тоді цикл повторюється. Внутрішній змійовик розташовано в повітропроводі, близько до споживачів тепла.

Здатність теплового насоса передавати тепло із зовнішнього повітря в будинок залежить від зовнішньої температури. Зі зниженням температури зменшується й здатність теплового насоса поглинати тепло ззовні. Для багатьох установок теплових насосів з джерелом повітря це означає, що існує температура (її називають точкою теплового балансу), коли теплова продуктивність теплового насоса дорівнює втратам тепла в будинку. Нижче цієї зовнішньої температури навколишнього середовища тепловий насос може подавати лише частину тепла, необхідного для забезпечення комфорту житлового приміщення, й потрібно додаткове тепло.

Важливо відзначити, що переважна більшість теплових насосів з джерелом енергії від повітря має мінімальну робочу температуру, нижче якої вони взагалі не можуть працювати. Для нових моделей це обмеження може коливатися від -15°C до -25°C. Нижче цієї температури для забезпечення опалення будівлі необхідно використовувати додаткову систему.

Цикл охолодження

Описаний вище цикл для охолодження будинку протягом літа змінюється на зворотний. Пристрій поглинає тепло з повітря в приміщенні й відводить його назовні. Власне цей цикл дуже нагадує роботу звичайного холодильника, але приміщення тут є наче морозильна камера, а теплообмінник (його розміщено ззовні холодильника) винесено назовні (див. рис. 2).

Зображення охолодження приміщення тепловим насосом Рис. 2. Охолодження повітряним тепловими насосами («літній цикл»)

Як і в нагрівальному циклі, рідкий холодоагент проходить через розширювальний пристрій, де перетворюється на суміш «рідина / пара» з низьким тиском. Потім він надходить до внутрішнього змійовика, який діє як випарник. Рідкий холодоагент поглинає тепло з повітря в приміщенні й закипає, перетворюючись на низькотемпературну пару.

Ця пара проходить через зворотний клапан до акумулятора, який збирає залишки рідини, а потім до компресора. Потім пара стискається, зменшуючи свій об’єм, чим викликає її нагрівання.

Нарешті, газ, який зараз є гарячим, проходить через зворотний клапан до зовнішнього теплообмінника, який виконує роль конденсатора. Тепло від гарячого газу передається зовнішньому повітрю, в результаті чого холодоагент конденсується у рідину.

Ця рідина повертається в розширювальний пристрій, тоді цикл повторюється.

Під час циклу охолодження тепловий насос також осушує повітря у приміщенні. Це пояснюється просто – в повітрі замкненого приміщення за даної температури може міститися лише певна кількість (маса) вологи. Якщо температура знижується, то надлишок температури має випасти в осад, тобто конденсуватися. Проте температура в приміщенні весь час намагається підвищитися через надходження тепла знадвору. Отже, охолоджене завдяки ТН повітря матиме меншу кількість вологи. Волога в повітрі, яка контактувала із холодним внутрішнім змійовиком, конденсується на поверхні котушки, стікає та збирається в піддоні знизу змійовика. Злив конденсату з піддона здійснюється через дренажну трубку, з'єднану з каналізацією будинку.

Цикл розморожування

Якщо температура зовнішнього повітря опускається під час роботи теплового насоса в режимі опалення до нуля або нижче нуля, волога в повітрі, що проходить над зовнішнім змійовиком, конденсується та замерзає на ній. Кількість скупчення інею або льодової наморозі залежить від зовнішньої температури та кількості вологи у повітрі.

Це накопичення морозу знижує ефективність змійовика, зменшуючи його здатність передавати тепло холодоагенту. У якийсь момент іній потрібно прибрати. Для цього тепловий насос переходить у режим розморожування. Найпоширеніший підхід такий:

  • Спочатку реверсивний клапан переводить пристрій у режим охолодження. Це посилає гарячий газ до зовнішньої котушки, щоб розтопити мороз. Одночасно зовнішній вентилятор, який зазвичай нагнітає холодне повітря над котушкою, вимикається, щоб зменшити кількість тепла, необхідного для танення морозу.
  • Поки це відбувається, тепловий насос охолоджує повітря в повітропроводі. Система опалення зазвичай нагріває це повітря, оскільки воно розподіляється по всьому будинку.

Типово використовується для визначення того, коли агрегат переходить у режим розморожування, один з двох методів:

  • Розморожування при потребі – системи контролю за обмерзанням потребують моніторингу повітряних потоків, тиску холодоагенту, температури повітря або змійовика та перепаду тиску у зовнішній котушці для виявлення скупчення наморозі.
  • Розморожування починається та закінчується за сигналом від таймера, заздалегідь встановленого на певний інтервал, або від датчика температури, розташованого на зовнішньому змійовику. Цикл можна запускати кожні 30, 60 або 90 хвилин, залежно від клімату та конструкції системи.

Цикли розморожування знижують сезонні характеристики теплового насоса. В результаті метод «розморожування при потребі», як правило, є більш ефективним, оскільки він запускає цикл розморожування лише тоді, коли це необхідно.

Далі буде

Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі AW-Therm та корисні відео на Youtube-каналі. Долучайтесь!

Переглянуто: 2 342


Залишити коментар

Telegram