В современном мире эффективные инженерные системы стремительно набирают популярность. Это обусловлено не только обширным функционалом, но и высоким уровнем энергоэффективности. Одной из таких систем является тепловой насос.

Энергоэффективность теплонасоса характеризуется двумя показателями:

Чем выше данные показатели, тем эффективней система.

В данной статье вы узнаете на что влияют эти показатели, возможности теплонасосов разных типов и многое другое.

Основные типы тепловых насосов

Тепловые насосы «воздух-воздух»

Тепловой насос воздух-воздух внешне похож на классический кондиционер, также имеет один внутренний и один наружный блок. Данные блоки связаны между собой медной магистралью, по которой движется хладагент. Основная функция наружного блока в режиме отопления — нагреть фреон (хладагент), используя низкопотенциальное тепло наружного воздуха. В летний период внешний блок охлаждает фреон.

Внутренний блок предназначен для охлаждения/нагрева воздуха внутри помещения.

В качестве внутреннего блока могут использоваться разные типы приборов:

Тепловой насос воздух-воздух преимущественно используется для южных стран.

Данный агрегат не рекомендуется использовать, как основное устройство для отопления, поскольку для Украины характерны низкие значения температуры в отопительный сезон, и теплонасос воздух-воздух теряет свою эффективность.

Тепловой насос типа «воздух-вода»

Тепловой насос воздух-вода — это универсальная система, которая одновременно может выполнять 3 задачи:

Кроме этого, агрегат является энергоэффективным оборудованием, поскольку использует неисчерпаемый источник энергии — воздух.

Теплонасос данного типа использует энергию воздуха, чтобы нагреть теплоноситель в системе, которым является вода. Далее, теплоноситель транспортируется к следующим элементам. Это могут быть:

Тепловой насос воздух-вода — устройство, которое при грамотном проектировании и монтаже создает комфортные условия для человека в течении круглого года. Более детально о том, как выбрать тепловой насос, и на какие аспекты следует обратить внимание, мы поговорим в следующих разделах.

Система типа «вода-вода»

Тепловой насос вода-вода в качестве источника энергии использует грунтовые воды. Обязательным фактором для реализации данного решения является наличие водоема недалеко от дома. При монтаже бурятся скважины, чтобы отобрать низкопотенциальное тепло грунтовых вод. Стоит отметить, что для проведения подобного вида работ, необходимо получить разрешение от специальных служб. Также эффективность и долговечность системы будут зависеть от качества грунтовых вод. Теплонасос  данного типа, так же как и предыдущий вариант, может реализовывать 3 функции:

Теплонасос «грунт-вода»

Теплонасос грунт-вода — это оборудование, которое может выполнить функции нагрева воды, отопления и охлаждения. При этом используется низкопотенциальная энергия земли. Поскольку, температура грунта практически неизменна (в среднем +12°С), отопление из земли стабильно поддерживает комфортный микроклимат в доме.

Геотермальный тепловой насос используется для домов, площадь которых превышает 200 м².

Реализация данной системы отопления более затратна в сравнении с воздушными теплонасосом, поскольку необходимы дополнительные земляные работы (бурение скважин, погружение зонда и прочее).

Факторы, которые влияют на выбор теплового насоса

Назначение системы

Тепловые насосы — это универсальные устройства для создания энергоэффективной и действующей инженерной системы. Таким образом, все тепловые насосы (кроме воздух-воздух) выполняют следующий ряд функций:

Место установки

В котельной устанавливаются основные компоненты системы: котел, буферная емкость, бак ГВС, насосные группы, гребенки, автоматика и пр.

Необходимая мощность теплового насоса

Мы не раз упоминали, что тепловой насос — это энергоэффективное оборудование. Однако, перед тем как подобрать тепловой насос, необходимо обговорить основные требования для качественной реализации.

Для отопления используется система теплых полов и дополнительные отопительные приборы. Нам известно, что при использовании теплового насоса, система отопления работает в низкотемпературном режиме. При этом, температура пола составляет от + 24°С до +26°С. Но, в случае морозов, при низкотемпературном режиме системы, теплый пол может быть малоэффективным. Да, есть вариант поднять температуру (не выше 45°С) теплоносителя, однако поверхность пола станет слишком горячей и появится ощутимый дискомфорт для стопы человека.

Сам по себе тёплый пол малоэффективный, поэтому специалисты Альтер Эйр  рекомендуют устанавливать дополнительные агрегаты:

Если ваш дом соответствует стандартам энергоэффективности, можно приступать к теплотехническому расчету, который подразумевает анализ характеристик конструктива здания (используемые материалы, коэффициент теплопроводности, уровень солнцезащиты стеклопакета (G-фактор)).

В следствии мы узнаем количество теплопотерь здания и можно переходить к следующему этапу — подбору мощности теплового насоса.

Система отопления

Для того чтобы установить тепловой насос, необходимо исходить из того, какая система отопления существует на данный момент.

В любом случае есть два варианта:

Если это новый дом, то возможно установить тепловой насос, но при этом нужно учесть:

После всех инженерных вычислений подбираются тип теплового насоса и необходимые элементы системы. 

Если на данный момент нет финансовой возможности установить тепловой насос “по ключ”, компания Альтер Эйр предлагает комбинированный вариант отопления на первое время. В таком случае, на этапе строительства необходимо предусмотреть возможную установку системы отопления тепловым насосом в будущем — обеспечить необходимую теплоизоляцию конструкций, низкотемпературный режим, установить тёплые полы. В качестве временного источника тепла можно использовать или газовый, или электрический котел, а в дальнейшем перейти на теплонасос. 

Если это старый дом с системой отопления, возникает вопрос, как с существующей системы перейти на тепловой насос?

В большинстве случаев перейти на тепловой насос невозможно, а вернее нерезонно, поскольку СОР будет низкий. Например, если установлен газовый котёл, это значит, что есть радиаторы, которые рассчитаны на высокие температуры (до +80°С). Также, и с электрокотлом: если система рассчитана только на радиаторы, СОР теплового котла будет низкий. Да, при установке теплонасоса, снизятся затраты на эксплуатацию, но уровень энергоэффективности будет недостаточным. Таким образом, вместо возможного показателя СОР 3,5, он будет лишь 1,8. Окупаемость такой системы будет очень долгой.

Поэтому, если существующая система отопления не рассчитана на низкотемпературный режим, отсутствует система теплых полов, то установка теплонасоса не будет эффективной.

Бюджет на покупку и монтаж оборудования

Стоимость реализации инженерной системы зависит от площади здания и используемого оборудования, поэтому достаточно сложно определить средний бюджет.

Если рассмотреть реализацию котельни под тепловой насос воздух-вода мощностью 10 кВт — это 8000-12000 €. Стоит обратить внимание, что в эту стоимость не входят фанкойлы, система теплых полов и прочее.

Установка геотермального насоса будет стоить на 6000 €  дороже, поскольку необходим монтаж скважин для отбора тепла из земли.

В среднем, окупаемость теплонасоса воздух-вода 7-8 лет, в сравнении с геотермальным.

Геотермального — до 10 лет в сравнении с газовым или электрическим котлом. 

Параметры оборудования, которые нужно учесть

Источник тепла

Источники тепла отличаются в зависимости от типа теплового насоса.

Например:

Потребление энергии

Перед тем, как выбрать тепловой насос необходимо узнать какое количество электроэнергии потребляет и сколько тепловой энергии производит устройство.

Количество потребляемой энергии напрямую зависит от энергоэффективности дома.

Коэффициент преобразования теплоты

Основным показателем энергоэффективности в режиме отопления является СОР — коэффициент производительности тепла. СОР зависит от качества реализации проекта. Для высокого показателя СОР необходимо выполнить условия, которые мы рассматривали ранее, а именно наличие:

Тепловые насосы воздух-вода, потребляя 1 кВт энергии, способны произвести 3 кВт тепловой энергии (СОР=3), а геотермальные 5 кВт (СОР=5).

Для характеристики эффективности теплонасоса в режиме охлаждения используется EER — коэффициент производительности холода.

Для теплового насоса воздух-вода VAILLANT мощностью 10 кВт характерны:

COP — 2.8, EER — 2.6.

Для теплонасоса грунт-вода VAILLANT мощностью 10 кВт характерны:

COP — 5, EER — 4,8.

Тип компрессора

В основном используется инверторный компрессор.

Принцип работы:

При первом включении, устройство работает на полную мощность, чтобы достичь необходимых параметров внутри помещения. Далее, снижаются обороты компрессора, но теплонасос не выключается. При колебаниях температуры, агрегат самостоятельно регулирует мощность, повышая или понижая ее.  

Комплектация и оснащение

Основные элементы теплонасоса:

Режимы работы

Напомним, что тепловой насос имеет 3 режима работы:

Температура теплоносителя

Для теплового насоса необходим низкотемпературный режим работы (до +45°С), а температура теплого должна быть 24-26°С.

Уровень шума

Для теплонасоса воздух-вода шум может происходить от наружного блока, который расположен на улице. Высокие показатели шума характерны для зимы, когда устройство работает на высокой мощности. Таким образом, 59 дБ — это максимальный критерий шума.

Геотермальные теплонасосы не издают шума, поскольку внешний блок находится под землей большая часть системы спрятана под землей.

Тип хладагента

Могут использоваться такие типы хладагента:

R-410A — хладагент, что не вредит окружающей среде.

R-32 — более совершенный тип хладагента, который также безопасен для озонового слоя Земли.

Размер системы

Размер системы учитывается при расстановке и монтаже. В зависимости от габаритов оборудования, подбирается максимально удобное место расположения.

Какой тепловой насос лучше выбрать в Украине

Наилучшим образом для климата Украины подходят теплонасосы типа воздух-вода и грунт-вода.

Воздушный тепловой насос подбирается на площадь до 200 м² (подходит для квартиры и для дома).

Геотермальный используется только для домов площадью от 200 м².

Как выбрать тепловой насос правильно?

Эффективность тепловых насосов типа воздух-вода зависит от температуры воздуха, которая не является стабильным показателем на протяжении года. Теплонасос данного типа работает эффективно до тех пор, пока температура воздуха не станет опускаться ниже -7°С.

Для Украины характерны холодные зимы, поэтому для качественного и стабильного поддержания температуры необходимо установить дополнительный источник тепла. Это может быть электрический или газовый котел.

Геотермальные насосы в большинстве случаев самостоятельно обеспечивают комфортные условия для человека. Из-за того, что температура земли на протяжении круглого года стабильна (+12°С), данные устройства способны работать до -22°С.

Когда установка теплового насоса не оправдана

Установка теплонасоса не оправдана в том случае, когда в доме или квартире отсутствуют:

Видеообзоры