Проектирование тепловых насосов

Системы отопления дома с тепловым насосом отличаются впечатляющей энергоэффективностью. Как построить такую систему правильно? Какие нюансы нужно знать при проектировании отопления на базе теплонасоса?

Обо всем читайте далее.

​Тепловые насосы отличаются высокими показателями COP. Этот параметр демонстрирует соотношение потребляемого электричества и генерируемой тепловой энергии. Чтобы достигнуть оптимальных показателей (COP = 4), нужно принять меры по увеличению энергоэффективности дома.

1. Теплопотери должны быть минимальными: при -20℃ теплопотери на 1 м² должны быть не более 35-40 ватт. 

Для Киевской области конструктив здания должен иметь такое термическое сопротивление (R):

В частном доме обязательна хорошая теплоизоляция той части пола, которая соприкасается с земле (необходимо положить 10 см экструдера).

Важно: только когда дом имеет конструктив, обеспечивающий минимальные теплопотери, а также эффективную систему вентиляции, можно обсуждать саму возможность установки теплового насоса. 

Чтобы собрать правильно котельную с тепловым насосом, нужны следующие элементы.

В качестве основного источника тепла для дома, при установке теплового насоса, используется система теплых полов. Поскольку она не может нагреваться более 26 градусов, ведь в противном случае по полу будет просто дискомфортно ходить, лучше предусмотреть дополнительные источники нагрева – фанкойлы или внутрипольные конвекторы. 

Рассмотрим режимы работы теплонасоса — отопление, горячее водоснабжение, охлаждение. 

1. Чтобы генерировать тепловую энергию с помощью теплонасоса с высоким коэффициентом СОР, нужно 100% покрытие теплым полом. 

​Теплый пол работает в низкотемпературном режиме (35℃ на подаче). Радиаторы также могут работать на низкотемпературный режим (55℃ на подаче), однако с меньшей эффективностью для системы.

Рабочая температура на улице для теплового насоса -7℃, объективно средняя температура зимой в Киевской области — +4℃.

Для примера, рассмотрим показатели работы насоса Stiebel Eltron HPA-O 13 CS Premium:

Как видим, при увеличении температуры подачи СОР падает, целесообразность и окупаемость насоса снижается.

При полном покрытии теплыми полами и теплопотерями до 40 Вт с квадратного метра, мы выходим на точку, когда теплыми полами с поверхностью 24-26℃ можно отапливать дом до -10℃ на улице (95% времени зимой).

Если дом не энергоэффективный, уже при -4-5℃ нужно будет догревать пол до 28℃.

Такое решение вызывает:

Поэтому на случай низких уличных температур необходимо устанавливать дополнительные теплораспределители – внутрипольные конвекторы, фанкойлы или радиаторы. При этом фанкойлы могут не только генерировать дополнительное тепло, но и кондиционировать помещение в летний период.