Exterio05.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как правильно выбрать тепловой насос?

Как выбрать тепловой насос для отопления частного дома

При строительстве или покупке дома одним из первых возникающих вопросов становится система теплоснабжения. Ее установка, ремонт или замена стоит дорого и занимает много времени, поэтому нужно сразу выбирать устройства с долгим сроком службы. Тепловые насосы для отопления дома набирают популярность. Чтобы выбрать подходящий вариант, необходимо ознакомиться с моделями, их характеристиками и ценами.

  1. Виды тепловых насосов
  2. Принцип работы теплового насоса
  3. Эффективность работы теплового насоса
  4. Плюсы и минусы устройства
  5. Какой тепловой насос выбрать для отопления частного дома
  6. Отзывы пользователей

Тип системы

Воздух-вода (воздушный, аэротермальный) – получает энергию из воздуха. Достоинства: простота монтажа, не требуется земельный участок, возможность установки на высоте. Недостатки: сравнительно низкая эффективность и моторесурс, сильная зависимость от температурных условий.

Воздушный насос используется в качестве дополнительного источника тепла (тепловой насос+теплый пол, тепловой насос+котел). Выбор в пользу этого оборудования делается и в случае, если нельзя установить грунтовой насос, либо цена бурения приближается к стоимости ТН.

Грунт-вода (грунтовой, геотермальный) – черпает энергию из грунта. Достоинства: высокая эффективность, независимость от температуры воздуха, долговечность. Недостатки: большая цена, сложность и дороговизна монтажа (насос закапывается в землю), невозможность установки на верхних этажах сооружений. Геотермальный насос используется как основной источник тепла.

Грунтовой насос представлен двумя разновидностями:

  • вертикальный – укладывается на сравнительно небольшом участке, но требует больших затрат из-за высокой глубины бурения (40-200 м);
  • горизонтальный – дешевле в монтаже за счет малой глубины бурения (1.5 м), но занимает намного больше места.

Участок с горизонтальным ТН не пригоден для сельскохозяйственных и ландшафтных работ. Вертикальная тепловая машина не испортит ландшафтный дизайн и потому оптимальна для благоустроенного участка. Подобный вариант используется и на тяжелом грунте.

Важно: вертикальный ТН выгодно отличается от горизонтальной модели полной невосприимчивостью к погодным условиям. В итоге температура теплоносителя на выходе из геотермальных скважин остается постоянной независимо от температуры окружающей среды.

Вода-вода (водяной, гидротермальный) – берет энергию из грунтовых вод или водоема. По характеристикам напоминает насос «грунт-вода», но менее надежен из-за дополнительного оборудования, например, погружного насоса или фильтров.

Воздух / грунт-вода – универсальный насос, черпающий энергию из воздуха или воды. Достоинства: простой монтаж, комфортная эксплуатация. Недостаток – высокая цена.

Внутренний блок (гидромодуль, гидроблок) – часть теплового насоса, которая монтируется внутри помещения. Таким устройством снабжаются все геотермальные ТН. Наружный блок некоторых аэротермальных моделей фактически является внутренним, поскольку рассчитан на установку в помещении.

Наружный блок – часть аэротермального теплового насоса, которая устанавливается вне помещения. Наружный блок забирает тепло из воздуха.

На что еще обратить внимание при выборе теплового насоса?

Следует учитывать, что не все ТН универсальны. Оборудование нужно подбирать с учетом поставленных задач:

  • Отопление. Основная функция агрегатов, при этом не все модели могут обеспечить достаточную тепловую мощность.
  • Кондиционирование. Эта функция есть во многих воздушных ТН. Грунтовым моделям нужны дополнительные устройства.
  • ГВС. Можно реализовать за счет встроенного водонагревателя или путем подключения к внешнему бойлеру.
  • Отопление и горячее водоснабжение. Это универсальные модели.

Тепловые насосы могут работать в нескольких режимах. В автоматическом оборудование способно самостоятельно поддерживать комфортные температурные параметры, контролировать работу «теплого пола», радиаторов отопления.

В энергосберегающем режиме ТН потребляет минимальное количество электроэнергии. Для этого необходимо дополнительно приобрести специальные датчики. Бивалентный режим предполагает использование теплового насоса в паре с другим источником тепла.

Оборудование для теплового насоса

Выбор отопительного оборудования обычно начинается с определения его требуемой мощности. Производится тепловой расчёт помещения, подсчёт теплопотерь, учитывается нужное количество горячей воды для ГВС. Этот расчёт поручать лучше специалисту, чтобы избежать ошибок. Примерный порядок цифр выдают программы-калькуляторы на сайтах компаний-производителей.

Далее можно выбирать тип устройства с учётом участка. Если в вашем распоряжении имеется достаточно большой водоём (несколько сотен кубических метров), то, возможно, он подойдёт для размещения системы. Последний напоминает змеевик из гибких полимерных труб, его аккуратно укладывают на дно и закрепляют там грузом.

Воздушные теплообменники вполне годятся для ветреных южных регионов нашей страны или для бивалентных систем. Их можно размещать на удалении до 30 м от внутреннего блока. На деле их стремятся расположить как можно ближе к дому, так как длинные соединительные линии увеличивают потери и снижают полезную мощность. В идеале это глухая стена дома, подальше от окон спален.

Важный параметр — минимальная температура наружного воздуха в режиме нагрева. У специально адаптированных к морозам моделей она может составлять –25 °С.

Грунтовой коллектор может быть устроен несколькими способами. Например, в виде горизонтальной прокладки длинного (несколько сотен метров) трубопровода на плоскости с заглублением выше уровня промерзания (обычно 1,5–2,0 м). Трубопровод может быть уложен по периметру участка или змейкой, как трубопровод тёплого пола, но с гораздо большим шагом. Общая занимаемая площадь участка земли составляет несколько соток, причём возможности дополнительного использования этой земли существенно ограниченны. На ней не получится разводить огород или сажать деревья. Поэтому многие домовладельцы считают горизонтальную прокладку коллектора нерациональной и предпочитают вертикальную, в виде нескольких скважин, разнесённых друг от друга на 5–10 м. Или в виде одного «куста» скважин (скважины бурятся из одной точки на поверхности, но не вертикально, а под углом обычно не менее 30° по азимуту). Такой «вертикальный» подход позволяет сэкономить на площади, но удорожает строительство на 30-50 %.

В силу технических особенностей тепловой насос лучше применять для загородного дома, в котором вы живете долго. Максимальной эффективности они достигают в сочетании с системами «тёплый пол», которые при этом инерционны. Экономический эффект будет прямо пропорционален интенсивности использования. В отечественных условиях (Европейская часть России) наибольшее распространение получили варианты «рассол (земля) — вода» с вертикальными зондами. Они обес­печивают возможность полного покрытия нагрузок по отоплению и ГВС практически независимо от климатических условий.

  1. Определить задачи которые будет выполнять тепловой насос.

1.1 Определить дополнительные возможности и функции, которыми должен обладать тепловой насос.

  1. Определить тип теплового насоса.

2.1. Если это грунтовой тепловой насос, выбрать тип грунтового контура.

  1. Определить мощность теплового насоса.

3.1 Определить модель теплового насоса.

  1. Определиться со схемой теплового насоса.
  2. Выбрать дополнительные комплектующие для теплового насоса.

Важно то, что выбор некоторых пунктов может изменить некоторые предыдущие пункты. Это связано с разными техническими особенностями разных тепловых насосов.

1.Определить задачи которые будет выполнять тепловой насос.

От поставленных задач может зависеть тип теплового насоса. Например для поддержания температуры в бассейне в межсезонье, лучше подойдет воздушный тепловой насос, в то время как для отопления зимой, скорее всего — геотермальный.

Итак, какие задачи может выполнять тепловой насос:

Чаще всего тепловой насос используют именно для отопления.

Горячее водоснабжение (ГВС).

Если Вы устанавливаете тепловой насос для отопления, есть смысл использовать его в качестве нагревателя для нужд ГВС, чтобы максимально уменьшить потребление электроэнергии в Вашем доме. Как правило, тепловой насос с функцией ГВС стоит где-то на 10-20% дороже чем без такой функции.

У вас есть бассейн и Вы хотите поддерживать в нем комфортную температуру? Используйте для этого тепловой насос. Для этого нужно добавить дополнительное оборудование, которое сможет управлять нагревом бассейна (более подробно смотрите в пункте 4 и 5 плана по подбору теплового насоса). Также стоит учитывать дополнительную нагрузку на тепловой насос, которая может возникать при работе теплового насоса на нагрев бассейна (более подробно в пункте 3)

Тепловой насос способен работать и на охлаждение. Почему бы Вам не использовать его максимальный потенциал. Тем более, что некоторые модели могут охлаждать дом абсолютно без затрат (например, когда происходит нагрев ГВС или бассейна летом, холод полученный в результате этого — бесплатный!). Вам нужно подумать о том как распространять холод по помещению. От этого зависит схема системы отопления и топочной. Также тип дополнительного оборудования топочной, которое будет охлаждать (пункт 5). Функция охлаждения уже встроена в большинство тепловых насосов “воздух/вода”. Для некоторых тепловых насосов “грунт/вода” необходимо покупать дополнительное оборудование стоимостью 5-20% от стоимости самого теплового насоса.

1.1 Определить дополнительные возможности и функции, которыми должен обладать тепловой насос.

  1. Управлять теплыми полами или/и теплыми стенами в погодозависимом режиме.

Тепловой насос может управлять системой отопления в погодозависимом режиме (температура теплоносителя изменяется в зависимости от температуры на улице автоматически). Использование такого режима уменьшает затраты на электроэнергию на 20%. Если у Вас 2 системы отопления (теплые полы и радиаторы), тепловой насос сможет управлять только одной из них — радиаторами. Для того чтобы управлять теплыми полами, нужно использовать дополнительный комплект для того чтобы тепловой насос смог управлять теплыми полами в погодозависимая режиме.

  1. Управлять дополнительным источником тепла.

Автоматика большинства моделей тепловых насосов , умеет управлять дополнительным источником тепла — газовым котлом. Когда, на улице сильный мороз, и тепловой насос не может самостоятельно поддерживать комфортную температуру в здании, его автоматика самостоятельно включает газовый, электрический, или любой другой котел. Когда температура на улице повыситься, доп. источник автоматически отключается. Если Вам нужна такая функция, уточняйте у инженеров, доступна ли она в данной модели теплового насоса.

  1. Иметь возможность мониторинга и управления через интернет.

Все новые модели тепловых насосов имеют такую возможность. Если для Вас такая функция важна, при выборе теплового насоса не рассматривайте старые модели.

  1. Иметь возможность подключения к системе “умный дом”.

Нет проблемы в том чтобы совместить тепловой насос с системой “умный дом” которая установлена или будет установлена в Вашем доме. Для этого достаточно приобрести модуль расширения, который может совместить свою автоматику с автоматикой системы “умный дом”.

  1. Иметь возможность управления тепловым насосом с другого помещения (не с топочной).

Вы сидите в спальне на втором этаже, а тепловой насос в подвале. Вам нужно уменьшить температуру в помещении. Установленный пульт управления в коридоре второго этажа облегчит данную задачу.

Определить тип теплового насоса.

Основные варианты по типу тепловых насосов.

У каждого есть свои преимущества и недостатки. Но в целом, для отопления дома, как правило более надежным и энергоэффективным вариантом является геотермальный тепловой насос. Воздушный тепловой насос как правило стоит дешевле, но воздушные тепловые насосы имеют меньший моторесурс, и меньшую энергоэффективность (большее потребление электроэнергии чем у геотермального теплового насоса)

2.1. Если это грунтовой тепловой насос, выбрать тип грунтового контура.

Основные типы грунтовых контуров:

  1. Вертикальные скважины.
  2. Горизонтальный коллектор.
  3. Вода-вода.
  4. Трубы на дне водоема.

Мы рекомендуем выбирать вертикальные скважины. Это самый надежный тип грунтового контура. Более подробно можете почитать пройдя по ссылке — Особенности вертикальных скважин

Определить мощность теплового насоса.

Исходя из задач которые Вы определили в первом пункте, необходимо выбрать мощность теплового насоса.

Предположим теплопотери дома составляют 15 кВт. Для горячего водоснабжения есть бойлер объемом 200 литров. У Вас есть бассейн объемом 40 м куб. Для системы охлаждения, по расчетам необходимо 14 кВт холода.

Первое, о чем стоит задуматься — приоритет выбора: что для Вас важнее — система отопления или система охлаждения. Дело в том, что тепловой насос, предположим с тепловой мощностью 15 кВт (чего достаточно для отопления Вашего дома), может выдать не более 12 кВт холода (чего недостаточно для Вашего дома). Это связано с принципом работы теплового насоса. Если Вы подберете тепловой насос, который сможет выдавать 14 кВт холода,он сможет выдавать около 17,5 кВт тепла. Такой тепловой насос будет стоить дороже, а его потенциал “по теплу” Вы просто не будете использовать, ведь Вашему дому не нужно 17 кВт тепла. Одним из принятых решений может быть выбор теплового насоса “по теплу” но с уменьшением помещений которые нужно охлаждать. Например исключить из системы охлаждения технические помещения, коридоры и те помещения которые будут редко использоваться. Когда речь заходит об отоплении, скорее всего необходимо отапливать все помещения (кроме холодных кладовых).

Читать еще:  Какая схема отопления одноэтажного дома удовлетворит потребности владельца

На нагрев бойлера 200 литров к нагрузке на тепловой насос необходимо добавить не более 1 кВт. Скорее всего достаточно будет и 0,5 кВт.

Бассейн

Что касается бассейна, то на бассейн объемом 40 м. куб. необходимо где-то 5 кВт тепла в час (для поддержания стабильной температуры в бассейне). Количество тепла необходимое для бассейна зависит от того закрытый он или открытый. Если речь идет о бассейне который будет эксплуатироваться в межсезонье, то пиковая нагрузка на тепловой насос не увеличится (в межсезонье максимальная нагрузка на отопление будет не более 7 кВт, оставшихся 8 кВт будет достаточно для поддержания температуры в бассейне. Если же бассейн будет эксплуатироваться зимой — к нагрузке на отопление и ГВС необходимо добавить нагрузку на бассейн

А теперь самый важный момент правильного подбора теплового насоса. Расчетная нагрузка на систему отопления и ГВС составляет 15,5 кВт (бассейн не используем зимой). Рекомендуем подобрать тепловой насос не то что без запаса, а и вовсе с дефицитом мощности. Рекомендуем использовать тепловой насос мощностью около 80% от требуемой нагрузки на систему отопления и ГВС. Таким образом рассматривайте тепловой насос, мощностью 12,4 кВт. Он сможет самостоятельно отапливать Ваш дом и греть воду, до температуры на улице -10..-15 градусов. При более низких температурах будет включать себе на помощь дополнительный источник тепла (не важно, будь то встроенный электрокотел или отдельно стоящий газовый котел).

Рациональность

Поскольку температура на улице ниже чем -10..-15 бывает не так часто в течении отопительного сезона, то и включение этого дополнительного не энергоэффективного источника тепла, будет редким. Основная нагрузка будет пропадать все-равно на тепловой насос. Таким образом, из всего тепла, которое Вам нужно в год, для отопления дома и ГВС, тепловой насос будет производить 95%. И только 5% тепла от годовых нужд будет припадать на дополнительный источник тепла. Такой подход позволит Вам снизить капиталовложение, при покупке теплового насоса, так как каждый “лишний” киловатт мощности теплового насоса может стоить от 300 до 1000 евро. А экономия, с применением теплового насоса, подобранного с запасом, будет примерно такой же как и у теплового насоса с дефицитом мощности.

3.1 Определить модель теплового насоса.

Этот пункт зависит как от предыдущего, так и от других пунктов. Модель должна обладать теми функциями которые Вы определим в самом первом пункте плана по подбору теплового насоса. Также она должна быть доступна в исполнении с такой мощность, которую Вы определили в предыдущем пункте. Все модели имеют определенный шаг мощности. На мнужно 12,4 кВт мощности. Вряд ли мы найдем тепловой насос с конкретно такой мощностью. В модельном ряду NIBE, например есть модели с тепловой мощностью 10, 12 и 15 кВт. Ближе всего а нашей мощности, стоит модель 12 кВт.

Определиться со схемой теплового насоса.

Вы выбрали функции, которые вы хотите получить. Теперь вопрос как, Вы это хотите получить. Пример: Вам нужно отопление и охлаждение. А нужно ли Вам одновременно отапливать и охлаждать дом (например охлаждать серверную зимой, в то время когда все остальные помещения нужно отплатить)?. Такая схема будет иметь отличия со схемой где это невозможно. Каким образом делать охлаждение (с применением гликоля в системе охлаждения, или нет). Все это а также многое другое предопределяет схема теплопункта. Нам пришлось бы написать эту статью размером с тысячу страниц чтобы посвятить Вас во все тонкости разработки принципиальных схем. Но вместо этого рекомендуем Вам обратиться к инженерам и спросить у них какие возможны варианты реализации схемы по Вашему запросу. Требуйте от них обоснования каждой схемы, чтобы они озвучивали все плюсы и минусы каждой из них.

Выбрать дополнительные комплектующие для теплового насоса.

Зависит от пунктов 1,2, может влиять на пункт 4.

Надеемся теперь нам удалось немного ввести Вас в курс дела, и показать как правильно подобрать тепловой насос.

Параметры выбора насоса

Тепловой насос – это термодинамическая машина, отбирающая энергию у низкопотенциальной среды и отдающая его высокопотенциальной. Другими словами, он охлаждает менее нагретое тело, а его тепло передает более нагретому. Чтобы выбрать тепловой насос, его будущий владелец должен рассчитать ряд параметров.

Функционал

Тепловой насос питают энергией системы воздушного и водяного отопления, ГВС и кондиционирования. Чтобы не переплачивать за невостребованный функционал, нужно определить круг задач для оборудования. Основу обогрева помещений с большой площадью остекления чаще всего составляют отопительные каналы, создающие тепловые завесы. Выбор в пользу воздуха будет очевиден и при температурном зонировании пространства склада.

Энергозатраты

Расчет теплопотерь здания и расхода горячей воды лучше поручить профессионалам. Затраты энергии на обогрев зависят от сезонных колебаний уличной температуры, объема воздуха в отапливаемых помещениях и материала стен. Роль играет не только теплопроводность, но и удельная теплоемкость строительных конструкций. Например, здание из крупноформатных поризованных блоков считается энергоэффективным, но его стены — слабые аккумуляторы тепла, и при снижении температуры радиаторов остывают быстрее бетонных. В расчете необходимо учесть все нюансы, чтобы правильно выбрать требуемую производительность установки.

Источник тепла для обогрева

Тепловые насосы могут использовать низкопотенциальную энергию природных и техногенных источников. Главное условие функционирования установки: температура среды должна быть выше 0°С (конкретное ее значение указано в паспорте). Выбирать среду для теплового насоса необходимо с учетом этого ограничения:

  • Воздух. Использовать его в широтах с отрицательной температурой зимой не всегда рационально. Теловой насос будет функционировать только в межсезонье как дополнительный источник. В промышленном секторе и в крупных общественных зданиях практикуется рекуперация тепла систем воздушного охлаждения и вытяжной вентиляции. Тогда тепловой насос «воздух-воздух» или «воздух-вода» может эксплуатироваться круглогодично.
  • Вода. Тепло можно отбирать из открытых водоемов, грунтовых и артезианских источников, промышленных и бытовых стоков. Высокая удельная теплоемкость среды обеспечивает большой запас энергии. Насосы «вода-воздух» или «вода-вода» будут очевидным выбором, если есть доступ к незамерзающему водоему.
  • Грунт (геотермальная энергия). Теплообменный контур закладывается горизонтально или вертикально. В первом случае он должен находиться ниже горизонта промерзания грунта. Кроме того, для получения достаточной тепловой мощности требуется открытый участок большой площади. Для вертикальной установки необходимо бурить скважины или колодцы. Насосы «грунт-вода» с вертикальным теплообменником закладывают в проекты новостроек на свайном фундаменте. Горизонтальное размещение будет экономически обосновано для отопления отдельно стоящих зданий с большой площадью прилегающей территории.

Выбор среды для теплового насоса должен опираться на климатические факторы и результаты геологических исследований местности. При правильном расчете установка окупится в течение нескольких лет и может стать хорошей альтернативой газовому или твердотопливному котлу.

Преимущества и недостатки тепловых насосов

Главным достоинством тепловых насосов являются их низкие эксплуатационные расходы. Т.е. стоимость произведенного тепла или охлаждения для конечного потребителя является самой низкой по сравнению с другими способами отопления/кондиционирования. Кроме этого, система с тепловым насосом практически безопасна для дома. Следовательно, упрощаются требования к системам вентиляции его помещений и повышается уровень пожарной безопасности. Что также положительно влияет на стоимость установки этих систем.

Тепловые насосы просты в эксплуатации и весьма надежны, а еще — практически бесшумны.

Еще один плюс — вы легко можете переключить тепловой насос с отопления на охлаждение в случае необходимости. Нужно лишь иметь дома не только отопительные радиаторы, но и фанкойлы.

Но есть у них и минусы, главный из которых является оборотной стороной главного плюса — капитальные затраты на их установку весьма существенны. Еще одним недостатком тепловых насосов до недавнего времени была сравнительно низкая температура теплоносителя — не более 60 C. Но последние разработки дали возможность устранить этот недостаток. Правда, и цена на такие модели выше, чем на стандартные.

Тепловой насос для отопления дома: принцип работы, достоинства и недостатки

Образец подобного тепловому насосу устройства есть в каждом доме – это холодильник. Он вырабатывает не только холод, но и тепло – это заметно по температуре задней стенки агрегата. Подобный принцип заложен и в тепловом насосе – он набирает термальную энергию из воды, земли и воздуха.

Принцип работы и устройство

Составляющие отопительной системы

Система работы устройства следующая:

  • вода из скважины или водоёма проходит через испаритель, где её температура падает на пять градусов;
  • после охлаждения жидкость попадает в компрессор;
  • компрессор сжимает воду, увеличивая её температуру;
  • нагретая жидкость перемещается в теплообменную камеру, где отдаёт своё тепло системе отопления;
  • остывшая вода возвращается к началу цикла.

Система отопления с тепловым насосом

Системы отопления на основе теплонасосных установок имеют три составные части:

  • Зонд – змеевик, расположенный в воде или земле. Он собирает тепло и передаёт его в устройство.
  • Тепловой насос – прибор, извлекающий термальную энергию.
  • Сама система отопления, включающая теплообменную камеру.

Плюсы и минусы устройства

Сначала о положительных сторонах подобного отопления:

  • Сравнительно небольшие энергозатраты. На отопление расходуется только электроэнергия, причём её потребуется гораздо меньше, чем, например, на отопление с помощью электроприборов. В тепловых насосах есть коэффициент преобразования, указывающий выход тепловой энергии по отношению к затраченной электрической. Например, если значение «ϕ» равно 5, значит на 1 киловатт в час расхода электричества придётся 5 киловатт тепловой энергии.

Тепловой насос не требует никакого специального ухода или расходных материалов

  • Универсальность. Эта отопительная система может устанавливаться в любой местности. Особенно это актуально для удалённых районов, где отсутствуют газовые магистрали. При невозможности подключения электроэнергии насос может работать на дизельном или бензиновом двигателе.
  • Полная автоматизация. В систему не нужно добавлять воду или следить за её работой.
  • Экологичность и безопасность. Теплонасосная установка не производит никаких отходов и газов. Устройство не может случайно перегреться.
  • Такой агрегат может не только отапливать дом зимой при температуре воздуха до минус пятнадцати градусов, но и охлаждать его летом. Такие функции есть в реверсивных моделях.

Принцип реверсивности в работе теплового насоса

  • Длительный период эксплуатации – до полувека. Примерно раз в двадцать лет может потребоваться замена компрессора.

Есть у этой системы и свои недостатки, о которых нельзя не упомянуть:

  • Цены. Тепловой насос для отопления дома – не дешёвое удовольствие. Окупится эта система не раньше, чем через пять лет.
  • В местности, где зимняя температура опускается ниже пятнадцати градусов мороза, для функционирования устройства потребуются дополнительные источники тепла (электрические или газовые).
  • Система, забирающая тепловую энергию из земли, нарушает экосистему участка. Урон не значительный, но следует это учитывать.
Читать еще:  Что такое котлы на тюках

Устройство забирает тепло из грунта, понижая его температуру, это может неблагоприятно сказаться на корневой системе деревьев и кустарников

Как выбрать тепловой насос для отопления дома

Учитывая особенности законодательства в части «зеленой энергии», среднюю концентрацию квалифицированных подрядчиков в нашей стране, а также баснословную стоимость их услуг, рассматривать геотермальный тепловой насос, в качестве способа оптимизации расходов на отопление дома — это решение не для слабонервных.

Конечно, как и в любом правиле и здесь есть свои исключения, когда «геотермалка» будет выгоднее «воздушника», но все они укладываются в статистическую погрешность 3 % и говорить о них в этой статье мы не будем.

Самое распространенное заблуждение о тепловом насосе — это миф о том, что его следует использовать, как прямую замену традиционного отопительного котла.

Главный фактор выбора теплового насоса для отопления дома — наличие или отсутствие в доме низкотемпературной системы отопления с рабочими температурами не выше 40-45 градусов (теплый пол, фанкойлы, радиаторы с увеличенной площадью), но не тип теплового насоса, не его стоимость и даже не его эффективность!

Если в доме установлена или планируется к установке обычная радиаторная (высокотемпературная) система отопления с рабочими температурами 50 градусов и выше, тогда тепловой насос — это одно из худших решений для экономии на отоплении дома. Потратьте эти деньги на модернизацию системы отопления, утепление дома и сокращение теплопотерь через вентиляцию, такая экономия будет ощутимей.

Типы тепловых насосов для отопления дома:

  • воздух-воздух
  • воздух-вода
  • вода-вода
  • геотермальные

Виды тепловых насосов для отопления дома:

  • моноблок
  • сплит-система

Если система отопления дома оптимизирована для теплового насоса, проведены необходимые мероприятия по сокращению теплопотерь дома, тогда можно дополнительно сократить расходы на отопление в 3-5 раз правильно подобранным тепловым насосом.

Когда вы определились с типом и видом теплового насоса для отопления дома, следует обратить внимание на режимы его работы, основные и дополнительные функции.

Основные режимы работы теплового насоса для отопления дома:

  • отопление
  • горячая вода
  • охлаждение

Большинство моделей тепловых насосов способны работать в нескольких режимах, таких как: нагрев и горячая вода, нагрев и охлаждение, охлаждение и горячая вода или все три режима — нагрев, горячая вода и охлаждение.

Важно: Бытовой тепловой насос может работать одновременно только в одном режиме, переключаясь по команде контроллера на другой режим и обратно.

Дополнительные режимы работы теплового насоса для отопления дома:

  • автоматическое поддержание температуры
  • работа по расписанию
  • температурная компенсация (зависимость температуры нагрева от температуры на улице)

Другие функции и особенности теплового насоса для отопления дома:

  • размораживание (оттаивание)
  • поддержание циркуляции теплоносителя через водяной теплообменник (для предотвращения его замерзания)
  • самодиагностика неисправностей
  • авторестарт (при сбоях, ошибках, отключении и восстановлении питания)
  • теплый пуск (подогрев компрессора)
  • функция запоминания настроек
  • инверторное управление мощностью компрессора

Все эти функции и особенности необходимо учитывать при выборе теплового насоса. Однако самой главной и важной характеристикой теплового насоса является его тепловая мощность. В зависимости от назначения теплового насоса и его функций требуемая тепловая мощность может варьировать значительно.

Распространенное в России заблуждение о тепловых насосах для отопления дома — это утверждение о том, что воздушные тепловые насосы эффективны только для теплого климата. На самом деле, ситуация диаметрально противоположная.

Поскольку тепловой насос — это способ сокращения расходов на отопление дома, то и величина экономии тем выше, чем длиннее и холоднее отопительный сезон. Один о тот же тепловой насос в Москве или Питере окупится в 2-3 раза быстрее, чем в Крыму при отоплении одинаковых домов.

Для домовладельцев главным показателем эффективности любого теплового насоса для отопления дома, должен является не его табличный коэффициент эффективность COP, а величина реальной экономии на отоплении дома.

Факт: Менее 1 % владельцев тепловых насосов интересуют действительные (эксплуатационные) значения эффективности COP или SCOP.

Об этом говорит и наша многолетняя статистика продаж, установки и обслуживания подобных систем. Менее 1 % владельцев тепловых насосов устанавливают тепло и электро счетчики для теплового насоса, чтобы иметь возможность реального измерения коэффициента эффективности.

Заявленная эффективность современных тепловых насосов для отопления дома разных производителей, всех типов и видов, отличается не более чем на 10-30%, а вот их стоимость может отличаться в 10 (. ) и более раз.

Будущему владельце необходимо самостоятельно решить, что для него важнее — абстрактный коэффициент эффективности СОР (КОП) или фактическая экономия. Если вам важнее абстрактный коэффициент — просто выбирайте по показателю СОР. Если важна экономия — ориентируйтесь на стоимость теплового насоса, срок его окупаемости и стоимость обслуживания в течении всего периода службы.

Подбираем тепловой насос воздух-вода ПРАВИЛЬНО

Тепловые насосы являются новой передовой технологией, но их использует уже много владельцев частных домов и другой недвижимости, а особенно в Европе. Именно поэтому они вызывают такой интерес у общества. А когда люди узнают о преимуществах такого оборудования, например, их эффективность и многофункциональность, потребление ресурсов от альтернативных возобновляемых источников, повышенная экономность — то появляется и большое желание обзавестись таким оборудованием для своего участка. Но тепловой насос нельзя просто купить и поставить, как это делают с электрическим прибором – здесь важно провести технический расчет, составить проект и провести монтажные работы. Поэтому про подбор теплового насоса нужно знать больше.

Выбирая воздушный тепловой насос для отопления дома, Вы получаете несколько преимуществ:

  • минимум капиталовложений в оборудование, по сравнению с другими типами тепловых насосов;
  • энергоэффективная система теплоснабжения как для нового дома, так и в случае улучшения или модернизации уже установленной системы отопления;
  • три функции в одном комплекте оборудования: отопление, кондиционирование и нагрев воды;
  • существенное снижение текущих затрат за отопление и подогрев воды (ГВС);
  • не нужны затраты на проведение земляных работ (как для грунтового ТН);
  • использование возобновляемого источника энергии – тепла окружающего воздуха и современных инновационных технологий, обеспечивает не только экономию энергии, но и сохраняет окружающую среду.

При выборе теплового насоса «воздух-вода» необходимо оценить возможности системы отопления с точки зрения энергоэффективности.

Узнать больше про преимущества и используемые технологии тепловых насосов можно здесь.

Типы воздушных тепловых насосов

Все системы отопления можно разделить на высокотемпературные и низкотемпературные по температуре циркулирующего в контурах теплоносителя (воды). Для высокотемпературных радиаторов необходимо +80 … +90 °С; для низкотемпературных систем с теплым полом или фанкойлами достаточно иметь на подаче +45 … + 50 °С. Бывают также смешанные системы с комбинацией контуров с радиаторами и контуров с теплыми полами. Поэтому для системы с радиаторами необходима большая номинальная мощность теплового насоса для нагрева теплоносителя, чем для системы с теплыми полами или фанкойлами. Естественно, более мощные ТН — более дорогие.


Для строящихся домов
, высокотемпературные ТН (с двумя фреоновыми контурами в каскаде) выбирают для систем с радиаторами, и они работают только на отопление и ГВС. Среднетемпературные ТН с функциями отопления, охлаждения и ГВС (в том числе и на нагрев воды в бассейне) устанавливают для систем с теплыми полами или фанкойлами. Еще одним плюсом этой системы будет возможность совместной работы такого теплового насоса с солнечными коллекторами, что еще больше снизит текущие затраты по теплоснабжению. Т.е. система со среднетемпературным тепловым насосом будет не только более экономной по энергопотреблению, но и более функциональной.


При модернизации уже действующей системы отопления для системы с радиаторами может устанавливаться только высокотемпературный ТН, он будет работать на отопление и подогрев воды для бытовых нужд.

Для системы с теплыми полами и фанкойлами прекрасно подойдет среднетемпературный тепловой насос. Он не только отопит дом и нагреет воду для всех нужд быта, но и обеспечит охлаждение помещений и нагрев воды для бассейна.


В случае смешанной системы (где до 70% занимают радиаторы) лучше применить высокотемпературный тепловой насос. И наоборот, если большую часть дома обогревают с помощью теплого пола или фанкойлов (более 70% нагрузки рассчитано на t = +60… +40 °С) может быть установлен среднетемпературный тепловой насос.

Климатические условия в месте установки

При выборе воздушного теплового насоса необходимо учитывать климатические условия региона. От среднегодовых и сезонных показателей температуры воздуха зависит выбор точки бивалентности — той критической точки, когда система должна перейти на резервный обогреватель (котел или встроенный электронагреватель, другое), когда температура на улице становится слишком низкой. Ведь воздушный тепловой насос черпает тепло из окружающего воздуха и эффективность теплового насоса (коэффициент COP) зависит от наружных температур. Так, например, для региона центральной части Украины, исходя из статистических метеоданных, температура в -7 °С может быть принята за точку бивалентности. До этой температуры воздушный ТН полностью покрывает все тепловые нагрузки дома. При дальнейшем понижении температуры, рационально включить дополнительный источник тепла.

Работа ТН по бивалентной схеме признана наиболее экономически выгодной: в этом случае не завышается номинальная тепловая мощность для покрытия редких нагрузок в холодные дни и, следовательно, меньше стоимость ТН, а также обеспечивается самая быстрая окупаемость капиталовложений за счет существенной экономии энергозатрат.

Конструкции воздушных тепловых насосов

Различают моноблочные ТН и сплит-системы, состоящие из наружного и внутреннего блоков ТН и автоматики управления.

Моноблочные тепловые насосы воздух-вода устанавливаются снаружи дома. Они могут работать на отопление/охлаждение и подогрев воды (бак для ГВС устанавливается опционально). Такая конструкция удобна, если нет места для внутреннего блока и агрегат находится вне здания. Недостатком считается возможность повреждения оборудования при очень низких температурах из-за отсутствия гликоля в системе.

Сплит-системы более универсальны: они состоят из внутреннего и наружного блоков. Расстояние между блоками ограничено, внутренний блок компактно располагается на стене в котельной, на кухне или в подсобке. Наружный блок – снаружи, на некотором удалении от внутреннего блока. Автоматика управления поддерживает температуру в доме на заданном уровне в программируемом суточном или недельном режиме: выбирает зимний/летний режимы, контролирует температуру теплоносителя в отдельных контурах, управляет резервным источником тепла, бойлером косвенного нагрева, насосами, солнечными коллекторами (при необходимости) и другим оборудованием.

Комплекты тепловых насосов «воздух-вода» могут содержать внутренние модули со встроенным баком для горячей воды или комплектоваться автономными бойлерами косвенного нагрева для ГВС, баками накопителями, иметь различные пульты (проводные или беспроводные) или управляться через Интернет/Wi-Fi.

Выбор мощности воздушного теплового насоса

Все расчеты лучше доверить специалистам, однако для предварительной оценки мощности можно произвести и самостоятельный расчет.

Сначала определяют тепловую нагрузку, необходимую для обеспечения дома отоплением и горячим водоснабжением.

Рот. = 0,050*200=10 кВт, где 0,050 кВт / м2 — норма теплопотерь утепленного дома; 200 – площадь дома.

Ргвс = 0,25*4=1кВт, где 0,25 – тепловая мощность для ГВС на 1 человека; 4 – количество проживающих в доме людей.

Читать еще:  Схема отопления одноэтажного дома с принудительной циркуляцией

С учетом разницы температур и точки бивалентности, расчетное значение тепловой мощности ТН:

Ртн =(10+1)*(20-(-7))/(20-(-22))= 11*27/42=7,07кВт, где +20, -7, -22 — значения температуры воздуха в помещении, температуры точки бивалентности и наружной расчетной температуры.

Аналогично по подходящим теплопоступлениям определяют необходимую мощность ТН при работе на кондиционирование дома. Потом выбирают модель с ближайшими большими показателями.

Каждый известный бренд часто предоставляет свое программное обеспечение для расчета мощности ТН.

От правильности и грамотности проведения расчетов зависит эффективность работы системы тепло/холодоснабжения, поэтому эту работу лучше доверить специалистам.

Инструменты

Тепловые насосы работают от бесплатных и возобновляемых источников питания. Ноу-хау извлекает скрытое тепло из воды, грунта и даже воздуха. Такой вид горячего водоснабжения и отопления помещений относительно новый. И поэтому инженерная система требует тщательного выбора и принятия взвешенных решений.

Оглавление:

  1. Устройство и принцип работы теплового насоса
  2. Преимущества и недостатки системы
  3. Типы устройств
  4. Расчет и подбор тепловых насосов для дома
  5. Стоимость тепловых насосов
  6. Производители тепловых насосов
  7. Уход за тепловыми насосами

Устройство и принцип работы теплового насоса

Ученые ищут альтернативные источники энергии. Причин для этого несколько. Основные из них: ограниченность ресурсов земли, экономия средств и экологичность систем.

Тепловой насос является одним из примеров использования энергии из окружающей среды. Она поступает из грунта, воздуха или воды. Поэтому устройства делятся на следующие типы: «рассол – вода», «воздух — вода» и «вода — вода». Также тепло может поступать напрямую в воздух через вентиляцию.

Идея тепловых насосов родилась в 1982 в Великобритании. Спустя три года Петер Риттер фон Риттингер доработал ее и реализовал первую в мире подобную систему. Он и является официальным изобретателем теплового насоса.

Дальше пошел Роберт Вебер, который начал извлекать энергию из почвы. А натолкнуло его на это случайность. Прикоснувшись к горячей трубе, он осознал, что тепло произвольно выходит наружу. И его можно использовать вторично.

Путем экспериментов, он начал прогонять воду по спиральной трубе, одновременно нагревая воздух и воду. Так был разработан принцип действия теплового насоса.

Сегодня с его помощью обогревают такие объекты:

  • частные дома,
  • детские аквапарки,
  • учебные заведения,
  • офисные центры,
  • бассейны,
  • торговые комплексы.

Для теплового насоса прокладывается трубопровод под поверхностью почвы. Термоноситель проходит по его конструкции и нагревается на несколько градусов. В испарителе собранное тепло передается насосу. При этом закипает хладоген при высоком давлении и температуре в -50 °С. В компрессоре образуются пары. Низкопотенциальная энергия под давлением превращается в высокопотенциальную. Далее в конденсаторе происходит теплообмен между горячим газом и термоносителем. Нагретая вода поступает в систему водоснабжения, а остывший хладоген продолжает циркулировать в конструкции.

Тепловые насосы обладают такими характеристиками:

  • стоимость,
  • отапливаемая площадь помещения,
  • мощность,
  • размеры, занимаемые оборудованием,
  • источник энергии,
  • расход электроэнергии,
  • срок эксплуатации.

Устанавливается система, как при строительстве нового дома, так и при утеплении старого.

Преимущества и недостатки системы

Тепловой насос для отопления отличается рядом преимуществ по сравнению с газовыми, твердотопливными котлами:

  • пожарная безопасность,
  • бесплатная скрытая энергия из окружающей среды,
  • упрощенные требования к вентиляции помещения,
  • возможность кондиционирования в жаркую пору,
  • автономность,
  • легкость в управлении,
  • без дымохода,
  • относительная компактность оборудования,
  • бесшумность,
  • не взрывоопасно,
  • отсутствует топливный запах,
  • эксплуатация 16 – 20 лет до капитального ремонта.

С другой стороны у системы есть свои недостатки:

  • нагрев воды до максимального значения в 50 – 60 °С,
  • большой размер госпошлины на ввоз оборудования,
  • длительная окупаемость системы в 5 – 10 лет,
  • необходимость разового крупного вклада средств,
  • сложность монтажа подземных локаций,
  • мало практического использования на территории страны,
  • снижение эффективности насоса при большем нагреве воды.

Типы устройств

Компрессионные насосы функционируют от электрической сети, а абсорбционные еще от топлива.

В зависимости от типа источника энергии, нагревающие устройства делятся на геотермальные тепловые насосы, воздушные аналоги и системы на вторичном сырье.

Геотермальные системы используют тепло подземных/наземных вод или грунта. Они бывают закрытого или открытого вида.

Закрытые системы подразделяются на:

  • горизонтальные насосы с собирающим устройством, расположенным ниже уровня промерзания почвы,
  • вертикальные с погружением коллектора в скважины на глубину 100 – 200 м,
  • водные насосы с поглощающими кольцами в водоемах.

Открытые насосы возвращают воду обратно после прохождения нею трубопровода. На практике такое возможно при большом ее резерве и при получении разрешения со стороны экологической инстанции.

Воздушные тепловые насосы извлекают скрытое тепло из воздушных масс при температуре до -20°С.

Тепло трубопроводов, то есть вторичное тепло, целесообразно использовать на крупных промышленных предприятиях.

Насосы могут генерировать 100% тепла в помещения, либо служить дополнительным источником отопления. Такая эксплуатация называется моновалентной и бивалентной соответственно.

Ряд современный кондиционеров выполняют функцию отопления «воздух – воздух». Но диапазон их температур ограничен. Если тепловой насос обеспечивает круглогодичное тепло, то автономный аналог не работает при отрицательной температуре.

Расчет и подбор тепловых насосов для дома

При установке насосной системы отопления лучше отдать предпочтение полам с подогревом, чем радиаторам. Потому что, чем меньше разница температуры между источником тепла и ее необходимым уровнем, тем эффективнее обогрев.

Важно понять, позволяет ли участок проведение работ по укладке коллектора. Для горизонтальной сети необходима большая территория. При этом над ней нельзя возводить сооружения, поскольку почва не будет получать необходимую солнечную энергию.

Если в доме есть хорошая вентиляционная система, то в нее можно интегрировать систему отопления по воздуху.

Мощность теплового насоса подбирается в зависимости от режима его использования. Вспомним, что бывает моновалентное и бивалентное использование оборудования. В нашей стране холодное время года занимает небольшую часть времени, а именно 35 – 40 суток с температурой ниже -10°С. Поэтому целесообразней в этот период подключать традиционный обогрев. А в остальное – бивалетные тепловые насосы для дома для снижения цены системы. Это сэкономит средства на земельных работах по установки сложной сети отопления. При этом оптимальным распределение мощности будет соотношение 60:40. Где большая нагрузка идет на технологию ноу-хау.

При периодическом отключении электроэнергии стоит увеличить силу насоса на корригирующий коэффициент. Который равняется 0,3 за каждый час без электричества в расчете на сутки.

Понятно, чем выше температура источника энергии, тем эффективнее будет работать система альтернативного обогрева. Для нее есть несколько вариантов источников питания.

В теплых регионах производительными будут тепловые насосы «воздух — воздух» и «воздух — вода». В регионах средних широт такое оборудование целесообразно использовать, как бивалентное вместе с обычным источником отопления и водонагрева.

Тепловой насос «вода — вода» лучше проектировать с забором воды из скважин, чем из открытых водоемов. Поскольку последние зимой промерзают до дна.

Но не всегда вблизи дома находятся подземные воды или водоем. Универсальным вариантом является система, которая извлекает тепло из грунта. Поскольку он находится повсюду. При этом на глубине 2,5 — 3 м его температура составляет в среднем за год +10 °С. Которая существенно не меняется в холодную пору.

Горизонтальные коллекторы для сбора тепла дешевле. Но имеют ряд недостатков по сравнению с вертикальными аналогами:

  • температура на глубине больше, чем под верхним слоем грунта,
  • на поверхности могут расти лишь малые зеленые насаждения.

На участке с вертикальными теплообменниками можно высаживать деревья и возводить сооружения.

Насосную установку можно собрать самостоятельно, но лучше обратиться к специалистам. Потому что ее конструкция сложная и дорогостоящая. А качественные инструкции по последовательному сбору отсутствуют.

При продуманной системе управления возможно поддержание разной температуры в разных помещениях дома.

Тепловые насосы имеют положительные отзывы за границей. К сожалению, на территории нашей страны альтернативный источник питания остается дорогим удовольствием без широкого практического применения. Поэтому целесообразней отдать предпочтение международным производителям насосов. Их технологии проверены на деле.

При установке тепловых насосов необходимо позаботиться о дополнительном утеплении помещения. Комплекс работ охватывает замену стеклопакетов, покрытие стен теплоизоляционным материалом.

Стоимость тепловых насосов

Капиталовложения в систему отопления зависят от ее типа, производителя оборудования, объемом буровых работ и тарифов на электричество.

Цена на геотермальные тепловые насосы при установке зонда составит:

  • устройство — 7500 у.е.,
  • монтаж системы – 7500 у.е.,
  • эксплуатационные расходы – 500 у.е. в год.

Системы с горизонтальным коллектором:

  • насос — 7500 у.е.,
  • установка – 3700 у.е.,
  • ежемесячные расходы — 560 у.е.

Тепловой насос «вода — вода»:

  • оборудование – 7500 у.е.,
  • монтажные работы – 5000 у.е.,
  • стоимость электроэнергии – 450 у.е.

Воздушная система отопления является самым недорогим аналогом. Так как не требуются земляные работы. Тем не менее, эксплуатационные затраты выше:

  • насос – 10000 у.е.,
  • установка – 620 у.е.,
  • обслуживание – 750 у.е.

Купить тепловой насос значит приобрести:

  • само оборудование,
  • буферную емкость,
  • бойлер для нагрева воды.
  • систему коммуникаций между всеми элементами,
  • пульт управления и контроля.

А земельные работы подразумевают под собой такие этапы:

  • очистка территории от растительности и твердых элементов, как камни,
  • бурение необходимого количества скважин или траншей,
  • укладка и обустройство коллекторов,
  • сооружение проверочных колодцев,
  • подключение трубопровода к системе отопления, водоснабжения или вентиляции,
  • рекультивация территории,
  • настойка системы.

Производители тепловых насосов

Самодельный тепловой насос – это здорово, но не надежно. Поэтому лучше обратить внимание на именитых производителей. Которые тестируют свои технологии, а их специалисты вовремя придут на помощь при монтаже, ремонте и обслуживании оборудования.

NIBE Industrier известная международная компания по производству отопительных систем. Ее разработки используют альтернативные и экологические источники питания. Продукция NIBE сертифицирована в Европе и Америке. А значит, соответствует параметрам надежности и эффективности.

Viessmann имеет 100 – летнюю историю разработки холодильных, отопительных и климатических систем. Теплонаносная техника изготавливается и модернизируется на протяжении уже 30 лет. С самого момента зарождения принципа использования экологического тепла. Насосы реализуются в 70-ти странах мира при производстве в 10-ти из них.

Отопительную технику реализует международная немецкая компания Vaillant. Но оборудование на возобновляемой энергии является лишь одним из направлений ее деятельности. Экспорт производителя охватывает 60 стран.

Украинская компания ООО «ФЛАЙ-ТЕК» предлагает системы, собранных из зарубежных комплектующих. Стоимость ее тепловых насосов на 30% ниже международных аналогов.

На украинском рынке 10 лет функционирует фирма «Синтэк». Она производит отопительное оборудование под торговой маркой SintSolar. В 2000 году была награждена за разработки эффективных технологий.

Краснодарская компания «Атмосистемы» в 2005 году запустила выпуск тепловых насосов. После — стала дистрибьютором международного производителя Heliotherm. Последний является единственным изготовителем теплонасосов, который был выдвинут на Государственную премию в Австралии в области технологии сохранения окружающей среды и энергии.

Уход за тепловыми насосами

Техническое обслуживание подразумевает ежегодный профессиональный осмотр всех элементов системы.

Включать насос необходимо спустя несколько часов после установки, чтобы система предварительно прогрелась.

Промывка системы отопления, аварийный ремонт и техобслуживание обычно гарантируется производителем. Поэтому сохраняйте документы, подтверждающие покупку и установку оборудования.

Иногда целесообразно воспользоваться услугой дистанционного контроля качеством работы тепловых насосов. Это позволит быстро среагировать на отклонения в работе системы. Ее предоставляет продавец систем.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector