Серед варіантів альтернативного опалення тепловий насос повітря повітря вважається найбільш ефективним і найменш витратним. Для такої системи не потрібно складних робіт з виїмки грунту або бурінню спеціальних свердловин зовні, або по установці дорогих радіаторів традиційного водяного опалення всередині будинку. При бажанні і певній вправності такий тепловий насос можна зробити самостійно, заощадивши суму, еквівалентну парі тисяч доларів.

Як працює повітряний тепловий насос?
Людині, мало знайомому з фізикою і термодинамікою, ідея повітряного теплового насоса може здатися абсурдною. Невже дійсно при температурі зовнішнього повітря значно нижче нуля можна нагріти повітря в будинку до прийнятного рівня? Це дійсно можливо, ось чому промислові моделі найрізноманітніших теплових насосів продаються цілком успішно вже не перше десятиліття. Головний недолік заводських моделей - дуже висока ціна.

У всіх об'єктах, які оточують людину, міститься деяка кількість теплової енергії. Навіть при 20 градусах морозу в повітрі мається низькопотенційна теплова енергія. Повітряний тепловий насос збирає цю розсіяну енергію і, образно кажучи, концентрує її, нагріваючи потім теплоносій. В нашому випадку для опалення будуть використовуватися знову ж потоки повітря, що обертаються всередині будинку

Важливий елемент такої системи - холодоагент, т. Е. Речовина, що володіє дуже низькою температурою кипіння і випаровування. Найчастіше в цій якості використовують газ фреон, такий же, як в холодильнику або звичайному кондиціонері. Але якщо в цих пристроях холодоагент відбирає тепло і передає його навколишньому середовищі, то в тепловому насосі він збирає тепло, що міститься в повітрі, і передає його в будинок.

Описати цикл перетворення низкопотенциальной теплової енергії в високопотенційний можна таким чином:
1. Вентилятор нагнітає зовнішнє повітря в камеру з випарником.
2. Що знаходиться всередині випарника холодоагент нагрівається і переходить в газоподібний стан.
3. У вигляді газу холодоагент надходить у компресор і додатково нагрівається, піддаючись впливу високого тиску.

4. Потім холодоагент переміщається в конденсатор, де втрачає отриману енергію і знову повертається в рідкий стан.
5. Отримане в результаті тепло використовується для обігріву будинку.
6. Рідкий холодоагент повертається у випарник.

Щоб підвищити ефективність роботи пристрою, на відрізку між конденсатором і випарником рекомендується використовувати спеціальний дросельний клапан. Цей цикл, який отримав найменування зворотного принципу Карно, повторюється знову і знову. Для автоматизації процесу в схему включають блок автоматичного управління.

Як обігріти будинок за допомогою повітря?
Ітересний досвід використання теплового насоса типу «повітря-повітря» представлено в наступному відеоматеріалі:
 
Щоб ефективно обігріти будинок за допомогою повітря, необхідно виконати три етапи робіт:
1. Забезпечити забір зовнішнього повітря, необхідного для роботи теплового насоса.
2. Зібрати окремі деталі теплонасоса в єдиний пристрій.
3. Створити систему повітряного опалення будинку.

Щоб забезпечити приплив зовнішнього повітря, використовується потужний вентилятор. Його можна встановити безпосередньо біля стіни будівлі або на деякій відстані, вибравши підходяще місце у дворі приватного будинку. Рекомендується розміщувати вентилятор на відкритому просторі з хорошою циркуляцією повітряних потоків. Повітря буде надходити всередину будинку по спеціальних трубопроводах. Якщо вентилятор встановлений у дворі, то знадобиться провести два трубопроводи: для забору повітря зовні і для зворотного потоку повітря. Зазвичай труби укладають в траншею, викопану в землі (при цьому їх необхідно утеплити), або ж пускають безпосередньо через стіну.

Як зробити такий агрегат самостійно?
Зазвичай теплові насоси повітря повітря складаються з ряду пристроїв, таких як випарник, компресор і конденсатор. Для виготовлення випарника можна використовувати великий пластиковий бак, рекомендований обсяг ємності складає 100-120 літрів. Всередину цього бака вставляють змійовик з мідної труби, по якому буде циркулювати холодоагент. Щоб зробити змійовик, використовують відповідний циліндр, найчастіше це газовий балон. Трубу намотують на балон, а щоб зберегти правильний крок між витками змійовика, використовують алюмінієву перфоровану рейку. Крім того, в пластиковій ємності потрібно зробити отвори для подачі-відводу зовнішнього повітря. Змійовик випарника цілком можна вмістити і в меншу ємність, однак для цього доведеться зробити більше витків меншого діаметра, що істотно ускладнює роботу і негативно позначається на її якості.

Ще один мідний змійовик знадобиться для конденсатора. Цей елемент виготовляють зазвичай з металевого бака, який доведеться розрізати, а потім заварити. Всередину також вставляється мідний змійовик для холодоагенту і робляться отвори, через які буде надходити і відводитися внутрішнє повітря приміщення. Роботи виконуються за допомогою зварювального апарату.

Один з найважливіших елементів системи - компресор. Зробити цей елемент самостійно досить проблематично, тому зазвичай використовують промислові моделі. Бюджетний варіант вирішення проблеми - зняти робочий компресор із зіпсованою спліт-системи. Зазвичай потужність таких компресорів прекрасно підходить для саморобних теплових насосів, а що залишився ресурсу вистачає на багато років роботи.

Після того, як всі елементи готові, слід:
1. З'єднати їх між собою.
2. Заправити систему холодоагентом.
3. Підключити випарник до системи забору зовнішнього повітря.
4. Підключити конденсатор до системи опалення будинку.

Заправка холодоагентом - складний і відповідальний етап роботи. Для реалізації цього завдання краще запросити досвідченого майстра по холодильному обладнанню. Він не тільки заправить в теплонасос фреон, але і допоможе перевірити якість пристрою.

Облаштування повітряної системи опалення

Повітряне опалення краще підходить для використання з тепловим насосом, ніж традиційні водяні системи з громіздкими і дорогими радіаторами, оскільки в цьому випадку немає необхідності нагрівати теплоносій до дуже високої температури. Нагріте повітря поширюється в житлових приміщеннях через систему повітропроводів. Це виключає досить значні тепловтрати, які неминучі при транспортуванні гарячої води. 

Нагріте повітря з теплообмінника надходить у фільтр, а потім - в систему повітропроводів. Одночасно до нього подмешивается деяку кількість зовнішнього повітря. Таким чином забезпечується не лише обігрів приміщення, але і правильний повітрообмін.

Зрозуміло, для транспортування теплого повітря знадобиться досить потужний вентилятор. Повітроводи зазвичай прокладають уздовж стін кімнат, а тепле повітря надходить з припливних решіток, які доцільно розміщувати біля вікон. Крім того, система оснащується термостатами, які дозволяють регулювати обігрів приміщень в автоматичному режимі.

Для монтажу повітряної системи опалення доведеться запастися:
• спеціальними воздухододамі;
• набором припливних решіток;
• алюмінієвим армованим скотчем;
• набором кріпильних елементів;
• інструментом для роботи з оцинкованої сталлю.

Для транспортування гарячого повітря успішно використовуються як жорсткі, так і гнучкі повітроводи. Для жорстких конструкцій знадобляться додаткові відводи, щоб розгорнути напрямок потоку повітря під необхідним кутом (45 або 90 градусів).
Найкраще монтувати систему повітроводів ще на етапі будівництва будинку. Тоді їх можна буде вмонтувати прямо в стіни. Якщо рішення прийнято пізніше, повітроводи розміщують уздовж стін і приховують їх декоративними решітками.