Как правильно выбрать тепловой насос

Как правильно выбрать тепловой насос

К решению применять альтернативные источники энергии все чаще приходят, и бытовые, и промышленные потребители. Практика показывает, что использование такого оборудования имеет широкие перспективы. Энергоносители постоянно дорожают, в отличие от природных источников «сырья» для теплонасосов, которыми являются воздух, вода и грунт. Главное – убедиться в том, что покупка и монтаж такого оборудования будет разумной и эффективной. Прежде чем, приступить к обустройству или переоборудованию системы отопления, следует разобраться, как правильно выбрать тепловой насос.

Типы тепловых насосов

Тепловые насосы делят на три основных типа по источнику низкопотенциальной энергии:

• Воздух.
• Грунт.
• Вода — источником могут быть грунтовые воды и водоемы на поверхности.

Для водяных систем отопления, которые более распространены, применяются такие виды тепловых насосов:

• воздух–вода;
• грунт-вода;
• вода-вода.

«Воздух-вода» — воздушный тип теплового насоса, обогревающий здание путем забора воздуха снаружи посредством внешнего блока. Работает по принципу кондиционера, только наоборот, преобразуя энергию воздуха в тепло. Такой теплонасос не требует больших затрат на установку, под него не нужно отводить участок земли и, тем более, бурить скважину. Однако, эффективность эксплуатации при низких температурах (-25ºС) снижается и требуется дополнительный источник тепловой энергии.

Устройство «грунт-вода» относится к геотермальным и производит забор тепла из земли с помощью коллектора, уложенного на глубину ниже промерзания грунта. Также здесь существует зависимость от площади участка и ландшафта, если коллектор расположен горизонтально. Для вертикального расположения потребуется бурить скважину.

«Вода-вода» устанавливается там, где рядом есть водоем или грунтовые воды. В первом случае коллектор укладывается на дно водоема, во втором бурится скважина или несколько, если позволяет площадь участка. Иногда глубина пролегания подземных вод слишком большая, поэтому затраты на установку такого теплонасоса могут быть очень высоки.

Каждый тип теплового насоса имеет свои преимущества и недостатки, если здание находится далеко от водоема или грунтовые воды слишком глубоко, то «вода-вода» не подойдет. «Воздух-вода» будет актуален только в относительно теплых регионах, где температура воздуха в холодное время года не опускается ниже отметки -25º С.

Методика расчета мощности теплового насоса

Помимо определения оптимального источника энергии, потребуется высчитать необходимую для обогрева мощность теплонасоса. Зависит она от величины теплопотерь здания. Произведем расчет мощности теплового насоса для отопления дома на конкретном примере.

Для этого используем формулу Q=k*V*∆T, где

• Q — это теплопотери (ккал/час). 1 кВт/ч = 860 ккал/ч;
• V — объем дома в м3 (площадь умножаем на высоту потолков);
• ∆Т – отношение минимальных температур снаружи и внутри помещения в самый холодный период года, °С. Из внутренней tº вычитаем наружную;
• k — обобщенный коэффициент теплопередачи здания. Для кирпичного здания с кладкой в два слоя k=1; для хорошо утепленного здания k=0,6.

Таким образом, расчет мощности теплонасоса для отопления кирпичного дома в 100 кв.м и высотой потолков 2,5 м, при перепаде ttº от -30º на улице до +20º внутри, будет таковым:

Q = (100х2.5) х (20- (-30)) х 1 = 12500 ккал/час

12500/860= 14,53 кВт. То есть, для стандартного кирпичного дома площадью 100 м понадобится 14-килловатное устройство.

Выбор типа и мощности теплонасоса потребитель принимает, исходя из ряда условий:

• географические особенности местности (близость водоемов, наличие грунтовых вод, свободного участка под коллектор);
• особенности климата (температуры);
• тип и внутренний объем помещения;
• финансовые возможности.

Учитывая все вышеизложенные аспекты, вы сможете сделать оптимальный выбор оборудования. Для более эффективного и правильного подбора теплового насоса лучше обратиться к специалистам, они смогут сделать более подробные расчеты и предоставить экономическую целесообразность установки оборудования.

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

Виды тепловых насосов

При выборе устройств возникает много вопросов, что такое тепловой насос для отопления дома, какой принцип работы и цена, сколько потребляет кВт. Их производят множество моделей с использованием комбинаций видов источников тепла.

Геотермальный тепловой насос для отопления дома использует накопленное тепло земли. Бывает с открытым и закрытым циклом работы. Последний идет с горизонтальной или вертикальной установкой. Для применения первых требуется большая площадь для прокладки труб в земле. При использовании вторых необходимы глубокие скважины (до 190 м) для монтажа теплообменника.

Также есть системы, которые берут тепло из других сред:

1. «Воздух-воздух». Воздушный тепловой насос для отопления дома работает так же, как кондиционер, но только осуществляется нагрев, а не понижение температуры теплоносителя.
2. «Вода-вода». По трубам течет специальная жидкость – испаритель (фреон).
3. «Воздух-вода». Работает аналогично предыдущему, но отработанное тепло используется повторно.

Последние системы устанавливают с меньшими затратами. Поэтому их покупка и монтаж будут более бюджетны.

Принцип работы теплового насоса

У тепловых насосов для отопления дома принцип работы в нагреве одной среды, при этом охлаждая другую. Они аккумулируют тепло, которое передается по трубам внутрь помещения. Сравнение видов насосов представлено в таблице.

Тепло, накопленное почвой, передается воде, которая доставляется во внутренний контур системы. Там происходит увеличение тепловой энергии под давлением и температура теплоносителя возрастает

Тепло собирается с помощью фреона через радиаторную решетку, которая обдувается вентилятором. Далее в компрессоре-испарителе теплоноситель превращается из газообразного состояния в жидкое, при этом выделяется тепло

Тепло собирается из большого объема воды и передается во внутренний контур. Необходим водоем глубиной около 30 м

Работает аналогично системе «вода-вода», но выработанное тепло в газообразном состоянии используется повторно

Если рядом есть большой водоем, то подойдут все варианты, кроме второго. Для домов, расположенных в городах, рекомендован 2 вид.

Эффективность работы теплового насоса

От того, как работает тепловой насос для отопления дома, зависит комфорт в помещениях. Такие системы давно зарекомендовали себя, потому что достаточно эффективны, подходят для юга и средней полосы. Для использования в северных регионах нужно дополнительно утеплять внешние стены дома, устанавливать батареи или теплый пол. Также теплонасосы рекомендуют одновременно использовать с другими источниками тепла (газовым или электрическим котлом).

Плюсы и минусы устройства

У тепловых систем есть свои преимущества:

• достаточная мощность;
• несложное техническое обслуживание;
• средняя цена.

Но и минусы у оборудования есть. Так, к недостаткам относят большую зависимость от температуры среды для забора тепла. В связи с этим необходимо использование дополнительного оборудования при -30°С и ниже.

Какой тепловой насос выбрать для отопления частного дома

Не многие знают, какой выбрать тепловой насос для отопления дома. Из популярных вариантов можно выделить лишь некоторые. Они достаточно функциональны, имеют высокое качество и среднюю стоимость. Сравнение плюсов и минусов рекомендуемых моделей представлено в таблице.

Японские детали и комплектующие. Высокая мощность при потреблении 2,9 кВт. Инверторное управление. Возможность подключения к другим используемым системам обогрева, например – теплым полам

1 основная функция нагревателя. Для увеличения мощности нужна дополнительная силовая линия

Hitachi Yutaki S Combi RWD-2.0NWE-200S/RAS-2WHVNP

2 основных функции – нагреватель и кондиционер. Таймер рассчитан на неделю. Инверторное управление. Энергопотребление 4 кВт. Предусмотрена опция дезинфекции

Совместимость только с заводскими комплектующими при установке

Обогрев помещений с большой площадью (до 400 м2). Наличие бойлера и резервного электронагревателя. Возможность подключать к нескольким используемым приборам (радиаторам и теплым полам). Автоматическое регулирование температуры в зависимости от погоды. Управление дисплеям, мобильным устройством и компьютером. Не шумный. Потребление 4,83 кВт

При использовании всех дополнительных функций, потребление 11,82 кВт

Viessmann Vitocal 350-A AWHI 351.A10

Обогрев помещений средних размеров. В комплект включены циркулярные насосы, хладагент, контроллер, вентилятор и расширительный электронный клапан, система диагностики. Предусмотрено дистанционное управление с цифровым контроллером

Потребление 10,6-18,5 кВт

Mitsubishi Electric MSZ-SF25VE / MUZ-SF25VE

Японская сплит-система. Простой монтаж. Антиоксидантный фильтр. 5 скоростей вентилятора. Есть система против обледенения. Инверторное управление. Энергопотребление 2,5-3,2 кВт. Не шумит

Отопление в помещениях с небольшой площадью (не более 20 кв. м)

Сегодня производители предлагают функциональные обогреватели, гарантия которых более 1 года. Срок использования очень сильно зависит от того, как установлен тепловой насос для отопления дома.

Отзывы пользователей

Ознакомиться с описанием оборудования желательно еще до покупки. Но отзывы создают первые впечатления и дают понять, какой тепловой насос для отопления дома лучше. Поэтому следует прислушаться к мнению владельцев, уже купивших ту или иную модель.

Взяли по совету продавцов насос FAIRLAND. Для установки вызвали мастера. Он показал, как делать. Поняли, что сами смогли бы установить. Работает – просто класс! Не шумит, перебоев нет, после скачков напряжения не выходит из строя. В общем, всем советую этот насос.

Viessmann Vitocal 350-A AWHI 351.A10 нормальный насос, работает без нареканий. Купили этот, потому что у него хорошие отзывы, смотрели и сравнивали на разных сайтах. До этого тепловыми насосами не пользовались. Ни разу не ломался, хорошая циркуляция в трубах. Ставлю 10/10.

В магазине посоветовали Mitsubishi Electric, купили. Рабочая лошадка, легко устанавливается и подключается к сети. Достаточно мощный вариант. Температура хорошо сохраняется. При колебаниях электричества не отключается.

Тепловые насосы эффективны для обогрева дома. Их производят в большом ассортименте, позволяющим выбрать подходящий вариант. Чтобы знать, как подобрать тепловой насос для отопления дома, чтобы он хорошо прогревал помещения и имел долгий срок службы, нужно прочитать технические характеристики, рекомендациями экспертов и отзывы покупателей. Оптимальное решение – это оборудование с принципом работы, который подходит для конкретной ситуации.

Как выбрать тепловой насос

Тепловой насос (ТН) – тепловая машина для отопления / охлаждения помещения или нагрева воды. Принцип работы – перенос тепловой энергии от воздуха, воды или грунта к отопительной системе / водонагревателю (ГВС).

В роли теплоносителя выступает жидкость, циркулирующая по трубам ТН и передающая тепло радиаторам, конвекторам, фанкойлам, бакам для ГВС и другим отопительным приборам.

• экономия средств на отоплении и ГВС;
• экологичность;
• независимость от тепло-газо коммуникаций;
• компактные размеры;
• значительный моторесурс (20 лет до капитального ремонта);
• безопасность использования;
• многофункциональность (отопление и охлаждение).

• высокая цена техники, на окупаемость которой влияет интенсивность эксплуатации;
• сложность и дороговизна монтажа.

Важно: если в электросети часто случаются перепады напряжения или перебои с электричеством, то тепловой насос устанавливать не рекомендуется. Также не стоит приобретать оборудование в здании площадью до 100-120 м2. В этом случае затраты экономически нецелесообразны (чем больше площадь здания, тем дешевле получается тепловая энергия и меньше срок окупаемости насоса).

В силу принципов действия ТН не нагревает теплоноситель выше 70°С. Поэтому такое устройство эффективно лишь в хорошо утепленном помещении. При этом лучше подключать агрегат к низкотемпературным отопительным системам, например, теплому полу или теплым стенам (температура теплоносителя не превышает 35°С).

Использовать радиаторы при таком температурном графике (45/35) сложнее из-за повышенных габаритов. Чем меньше температура теплоносителя, тем больше длина батареи, чтобы выдать необходимую тепловую мощность. Установить такие радиаторы не всегда возможно.

Тепловой насос

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.

Назначение

Отопление – основная функция тепловых насосов. При этом не каждая модель способна дать необходимую тепловую мощность для полноценного отопления.

Охлаждение – предусмотрено в большинстве воздушных моделей. А вот многие грунтовые устройства не способны работать на охлаждение без дополнительной техники, которая приобретается отдельно. Вертикальные ТН обеспечивают лучшее охлаждение, чем горизонтальные тепловые машины.

Горячее водоснабжение (ГВС) – реализовано за счет встроенного водонагревателя или возможности подсоединения к внешнему бойлеру. Подобные насосы относятся к воздушному типу и встречаются редко.

Отопление и ГВС – сочетание двух режимов. Универсальный вариант.

Тепловая мощность

Этот показатель характеризует эффективность теплового насоса. Чем мощнее ТН, тем больше тепла он способен извлечь из окружающей среды и передать в систему отопления или нагрева воды. В то же время возрастает цена и энергопотребление тепловой машины. Для оценки мощности используются два параметра – максимальная и при температуре 0°С.

Максимальная тепловая мощность – номинальная величина, которая указывается в расчете на идеальные условия, прежде всего, высокую температуру воздуха. Практика показывает, что фактическая мощность тепловой машины всегда ниже данного показателя

При 0°С – основной показатель мощности, позволяющий более точно оценить фактическую мощность теплового насоса.

При выборе теплового насоса по мощности учитывается площадь отапливаемого помещения, потребление горячей воды (зависит от количества проживающих людей), норма теплопотерь и другие параметры. Вычисление необходимой мощности выполняется специалистами по формулам.

Также указывается максимальная мощность охлаждения (для ТН с такой функцией). На эту характеристику влияет площадь помещения, теплоизоляции и другие факторы. Мощность охлаждения рассчитывается по специальным формулам.

Важно: одна и та же тепловая машина не в состоянии одинаково хорошо отапливать и охлаждать помещение, поскольку тепловая мощность устройства выше мощности охлаждения. Рекомендуется выбирать модель, которая отапливает всю площадь помещения, а охлаждает – только ее часть (не обязательно остужать воздух в коридорах или технических помещениях).

Потребляемая (электрическая) мощность

Этот параметр описывает мощность, которая потребляется тепловой машиной в процессе эксплуатации. Потребляемая мощность влияет на эффективность машины и расход электричества. Данный показатель учитывают при подключении устройства к сети.

Важно: если тепловой насос оснащен ТЭНом, то потребляемая мощность указывается только для самого аппарата. В этом случае реальная величина будет гораздо больше.

Коэффициент преобразования теплоты

Коэффициент преобразования теплоты (COP, КПТ) – цифра, выражающая соотношение между тепловой и потребляемой мощностью ТН. По этому параметру оценивается производительность тепловой машины.

КПТ показывает, сколько тепловой энергии перемещает устройство, затрачивая 1 кВт электроэнергии. Чем больше COP, тем эффективнее работает тепловой насос. Современные модели вырабатывают 4-5 кВт и более тепла на 1 кВт электричества (COP – 4-5).

Важно: на COP влияет температура окружающей среды и температура теплоносителя при выходе из ТН (температура подачи). С увеличением разницы между ними уменьшается коэффициент преобразования. Поэтому для более точной характеристики тепловой машины производители указывают КПТ для конкретных температур.

Не путайте КПТ и КПД (коэффициент полезного действия). В отличие от COP, КПД всегда меньше 1.

Питание

220 В – подключается к однофазной (бытовой) сети. Такое питание чаще всего используется в моделях потребляемой мощностью до 3.5 кВт.

380 В – подключается к трехфазной сети, которую обычно применяют в промышленности. Для бытовых нужд подобная линия прокладывается отдельно. На практике трехфазное питание экономичнее однофазного (при одной и той же мощности постоянно работающего ТН).

220 В+380 В – комбинированный вариант, позволяющий запитывать тепловую машину от однофазной или трехфазной сети.

Тип компрессора

Компрессор – основной компонент ТН, отвечающий за движение теплоносителя по контурам агрегата и транспортировку тепловой энергии из окружающей среды в помещение.

Типы компрессоров, которые применяются в тепловых насосах.

• Инверторный – малошумный, долговечный, потребляет сравнительно немного электроэнергии. Большинство воздушных ТН оснащено такими компрессорами.
• Спиральный – отличается низким уровнем шума и большим моторесурсом, но обойдется значительно дороже предыдущего варианта. Спиральные компрессоры применяются в грунтовых ТН и моделях «воздух-вода» средней мощности.
• Винтовой – характеризуется повышенной эффективностью и надежностью, но сильно шумит. Эти компрессоры встречаются только в мощных агрегатах с высоким энергопотреблением.

Комплектация и оснащение

Водонагреватель – позволяет нагревать и подавать воду в ГВС. Существует два способа применения водонагревателя в паре с ТН:

• встроенный водонагреватель – дает возможность пользоваться косвенным нагревом и ТЭНом;
• возможность подсоединения к внешнему водонагревателю – использует только принцип косвенного нагрева, что снижает его эффективность. Правда, ТН с внешним водонагревателем компактнее аналога со встроенным нагревателем воды. Также пользователь может выбирать место монтажа водонагревателя.

ТЭН – увеличивает тепловую мощность ТН, что полезно при очень низких температурах. Минус – большой расход электроэнергии.

Wi-Fi-модуль – предназначен для дистанционного управления ТН с помощью мобильного устройства, например, планшета или смартфона.

Подключение к системе «умный дом» – позволяет контролировать состояние системы отопления, регулировать температуру теплоносителя и воздуха в помещении.

Также в ТН предусматривается ЖК-дисплей (упрощает работу с устройством).

Режимы работы

Автоматический – ТН самостоятельно контролирует и поддерживает температуру в помещении на заданном уровне. Устройство автоматически регулирует температуру теплоносителя исходя из температуры окружающей среды (погодозависимый режим). Также тепловая машина может самостоятельно управлять радиаторами и теплыми полами.

Энергосберегающий – уменьшение температуры нагрева и расхода электроэнергии при отсутствии людей в помещении. Для реализации такого режима тепловой насос оснащается специальными датчиками.

Бивалентный – работа ТН в паре с другим источником тепловой энергии, например, котлом. Тепловая машина работает до определенного значения температуры (точки бивалентности), после которого включается другой теплогенератор. Если же температура воздуха повысится, то данный источник тепла выключится. По сравнению с моновалентным режимом (использование одного ТН) такой режим эффективнее, но дороже.

Важно: бивалентный режим позволяет приобрести устройство с меньшей тепловой мощностью. Специалисты рекомендуют выбирать технику, покрывающую 80% потребности в тепловой энергии на отопление и ГВС. Остальные 20% обеспечит дополнительный источник энергии.

Термическая дезинфекция – уничтожение микроорганизмов путем повышения температуры воды до 70°С.

Защита от замерзания – размораживает внешний блок ТН. Дает возможность использовать тепловую машину в условиях низкой температуры окружающей среды. Чаще всего такая опция встречается в моделях «воздух-вода».

Температура воды

Этот показатель обозначает максимальную температуру нагрева воды тепловым насосом. В зависимости от модели температура воды колеблется в пределах 55-80°С.

Для бытовых нужд достаточно ТН с температурой подачи 55°С, что обеспечивает температуру ГВС на уровне 48°С. Если температура подачи составляет 65°С, то температура ГВС повышается до 58°С. Дополнительный нагрев осуществляется ТЭНом или другим теплогенератором (бивалентный режим).

Максимальный уровень шума

Этот показатель полезен для оценки громкости работы ТН. Измеряется в децибелах (дБ). Чем тише работает тепловая машина, тем комфортнее ее эксплуатация (в том числе для соседей). Более мощные устройства шумят сильнее, чем их маломощные «собратья». В зависимости от модели этот параметр колеблется в пределах 39-62 дБ.

Хладагент

В ТН очень редко применяется фреон марки R22, который отличается низкой ценой и рабочим давлением, а также однородным составом (облегчает дозаправку системы при утечках). Недостаток – опасность для озонового слоя.

Менее токсичный хладагент марки R134A при аналогичной однородности более прихотлив к условиям эксплуатации, в частности, требует использования полиэфирных масел.

Хладагенты марок R407C и R410A – самые безопасные для окружающей среды. Но из-за высокого рабочего давления такие фреоны применяются в дорогой технике, да и сами обходятся недешево. R410A выгодно отличается от R407C однородностью состава. А вот R407C при утечке заменяется полностью.

Размер

Размеры и вес внутреннего и наружного блока учитываются при монтаже ТН. От этих характеристик в значительной степени зависит место установки тепловой машины. Оптимальное решение выбирается специалистами исходя из особенностей помещения и других факторов.

Как выбрать тепловой насос для дома и избежать типичных ошибок при установке

Тепловые насосы работают наподобие кондиционеров. Иногда их энергетическая эффективность практически одинакова. При этом она превышает этот показатель у нагревательных приборов традиционной конструкции, например, электрических обогревателей. В статье рассказываем, как выбрать тепловой насос для загородного дома.

Все о тепловых насосах для загородного дома

Как устроен тепловой насос

Тепловой насос переносит тепло одной среды в другую с помощью трёх взаимосвязанных тепловых контуров. В качестве первой среды используют атмосферный воздух, вода или грунт. В качестве второй — или теплоноситель, нагревающий радиаторы, или водяной тёплый пол, или воздух внутри помещения.

Типы тепловых насосов

• воздух — воздух (этот тип и используется в бытовых кондиционерах);
• вода — воздух;
• земля — воздух;
• воздух — вода;
• вода — вода;
• земля — вода.

Наибольшее распространение получили модели, в которых первой средой выступает воздух или земля, так как пригодные для использования водоёмы есть не везде. Второй средой является вода, из-за популярности водяного отопления.

По среде, выступающей в роли источника тепла, проложен контур из труб, по нему циркулирует теплоноситель. В процессе прохождения по нему теплоноситель приобретает такую же температуру, как и среда. Затем он поступает на теплообменник испарителя, где нагревает до кипения жидкий фреон, находящийся во вторичной системе. Газообразный фреон переходит в компрессор, где при сжатии происходит его сильный нагрев до 55–75 °С. Далее фреон попадает в конденсатор, где нагретый газ отдаёт тепло среде номер два, воздуху или жидкости-теплоносителю из системы отопления.

Эффективность теплового насоса

Коэффициент эффективности — отношение мощности обогрева к потребляемой мощности, грубо говоря — сколько киловатт тепловой мощности мы получим на каждый потребляемый киловатт электроэнергии. Для электрического ­обогревателя этот коэффициент примерно равен единице. А вот у кондиционеров и тепловых насосов он может быть 3,0-5,0 и выше.

Помимо теплового насоса вам потребуется теплообменный контур, который может быть дороже самого устройства, если он прокладывается в земле. Воздушный контур будет стоить гораздо дешевле, но его применение в быту ограничивается, во-первых, из-за заметного шума, который производит вентилятор. А во-вторых, низкая температура воздуха в сильный мороз резко снижает эффективность теплообмена. В сильный мороз потребуется устройство бивалентной системы отопления, в которой используется два источника тепла. Бивалентная система расширяет рабочий диапазон уличных температур. Скажем, прибор работает до –20 °С, а при дальнейшем понижении включается дополнительный источник.

С земляным контуром таких проблем не возникает. Температура грунта ниже уровня промерзания не опускается ниже 0 °С. На глубине от 3-4 до 40-50 м она примерно равна среднегодовой температуре воздуха для данной местности, а при глубине ниже начинает постепенно повышаться. И работает грунтовой теплообменник практически бесшумно.

Практика показывает, что грунтовой отопительный комплекс окупается примерно за 20 лет. И это при современных ценах на электричество. В будущем, скорее всего, электричество будет расти в цене, а срок окупаемости, соответственно, сокращаться. Срок службы теплового насоса, заявленный производителями, обычно превышает 20 лет, а срок службы и вовсе доходит до 70–100 лет. Так что его использование, действительно, может быть экономически оправданно.

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.

Как выбрать тепловой насос

Внедрение тепловых насосов в системы комфорта промышленных и гражданских зданий считается одним из наиболее перспективных направлений в энергосбережении. В США ежегодно монтируется более 1 млн таких установок, а на рынке отопительного оборудования Норвегии их доля уже достигла 90 %. Опыт зарубежных стран показывает высокую эффективность оборудования: на каждый затраченный киловатт электричества производится 4 кВт тепла.

Цены на энергоносители подталкивают к выбору теплового насоса в качестве основного источника отопления не только владельцев частного жилья, но и крупные промышленные компании. Чтобы оборудование эффективно выполняло свои задачи и было окупаемым, необходимо провести точные инженерные и экономические расчеты.

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.

Лучшие тепловые насосы

Тепловые насосы необходимы для правильной работы водного, воздушного, геотермального отопления, которое в своих домах оборудует много людей. Популярность такой вид отопления получил благодаря очень высокому КПД, что сочетается с низкими затратами на эксплуатацию. Также он стал известен ввиду своей надежности, экологической безопасности, а также долгому сроку активной службы. Эффективность отопления во многом зависит от качества используемого оборудования. Специалисты портала vyborexperta.ru выбрали лучшие тепловые насосы и объединили их в одну категорию.

Производители тепловых насосов

Профессионалы выбирают комплектующие для отопления основываясь на том, какой компанией они были произведены. Репутация производителя помогает определить степень качества изделия. Это правило распространяется на насосы. Производители, товары которых представлены в рейтинге:

• StiebelEltron – международное предприятие, основанное в 1924 году в Германии. Компания производит большое количество электрических приборов, водонагревательной, отопительной техники. Процедура изготовления проходит на высокотехнологичном производстве, позволяющем делать сложные, качественные комплектующие.
• Daikin – японский производитель, работающий с 1924 года. Продукция бренда распространилась по большинству стран мира. Компания крупными объёмами изготавливает передовое нагревательное/отопительное оборудование. В её ассортименте присутствует много эффективных моделей насосов.
• Cooper&Hunter – компания, созданная в результате объединения трёх небольших производителей кондиционного оборудования в 1916 году. На данный момент продукция американского бренда пользуется признанием во всём мире: аппараты используются для оборудования тепловых систем в бытовых, офисных, производственных помещениях.
• Gree Electric – самый крупный производитель кондиционеров и отопительного оборудования в Китае. Изготавливает товары всех типов, от бытовых до промышленных. Известен производством многофункциональных аппаратов, обеспечивающих эффективное и экономное отопление.
• Mitsubishi – японский конгломерат с более чем полуторавековой историей. Включает сразу несколько компаний, производящих высокотехнологичные решения для различных сфер жизни, известна производством автомобилей. Но кроме них изготавливается и огромное множество другой техники.
• Fairland – компания, основанная в 1999 году. Она очень быстро смогла получить мировую известность благодаря производству отопительного, кондиционного, бассейнового оборудования с внедрением инновационных технических, конструкционных решений.
• Kitano – относительно молодой производитель, продукция которого появилась на российском рынке только в 2013 году. Производит воздушно-водяные тепловые насосы, рассчитанные на продолжительное использование. Устройства способны поддерживать комфортную температуру даже в самых холодных условиях.
• Hitachi – компания, которая производит множество технологичных моделей оборудования для отопления и кондиционирования отоплений. Изготавливает универсальные аппараты, способные эффективно работать в любых типах помещений.
• Panasonic – крупная японская машиностроительная корпорация,работает с 1918 года. Считается одним из самых крупных производителей бытовой техники с электронными приборами для дома. Среди разнообразных товаров можно найти и отопительное оборудование высокого качества.

Рейтинг тепловых насосов

При составлении рейтинга команда ВыборЭксперта комплексно проанализировала сразу несколько важных факторов. Основное внимание уделялось отзывам о тепловых насосах, написанным рядовыми пользователями, которые опробовали аппараты на практике и сложили объективное впечатление о них. Кроме этого, учитывалось и мнение профессиональных строителей, использующих насосы для оборудования отопительных систем в различных типах зданий.

Кроме мнения пользователей специалисты изучили технические параметры устройств. Популярнейшие модели проверялись на соответствие основным критериям, обязательным для комфортной и эффективной работы системы отопления. Учитывались следующие характеристики:

• Мощность;
• Строение;
• Объём затрачиваемых на обогрев ресурсов;
• Размерные показатели;
• Эффективность работы;
• Срок эффективной службы.

После скрупулёзного анализа самых популярных устройств был выделен список наиболее качественных и действенных насосов, установка которых обеспечит эффективное отопление внутри здания. Всего собралось 10 устройств, хорошо показавших себя при оценке по описанным критериям. Подборка разделена на несколько блоков, в которых представлены девайсы с разным типом функционала.