Альтернативные источники энергии, способные заменить традиционный газ, твердое топливо, уже давно используются в государствах ЕС и Америки. В этих странах широкое применение получили так называемые «тепловые насосы», извлекающие энергию из земли, воздуха и воды. У каждой модели есть свои отличительные особенности, влияющие на рабочие параметры.
Тепловой насос воздух-вода, пользуется популярностью, благодаря простому подключению и эксплуатации, а также высокой экономичности и надежности.
Как работает тепловой насос системы воздух-вода
Устройство ТН воздух-вода мало чем отличается от обычного кондиционера или холодильника, только при условии работы обратного процесса или цикла Карно. Этот же принцип используется в климатической технике нового поколения. Кондиционеры, работающие на охлаждение, способны протапливать помещение, до тех пор, пока температура не понизится до -5°С.
Технические характеристики теплонасосов воздух-вода существенно улучшены, по сравнению с обычной климатической техникой. Обогрев помещения возможен до тех пор, пока температура не опустится до -15°С -25°С, а в некоторых моделях и до -32°С, включительно.
Если не вдаваться в технические подробности, принцип работы теплового насоса воздух-вода заключается в следующем:
- Низкотемпературные тепловые насосы воздух – вода состоят из контура, по которому циркулирует фреон, испарителя, конденсатора и компрессора.
- В испарителе создаются условия для преобразования фреона в газообразное состояние. При этом, поглощается тепло из окружающей среды.
- Газ направляется в компрессор, где создается высокое давление, при котором фреон разогревается до температуры 120-125°С и впрыскивается в конденсатор.
- Газ в конденсаторе преобразовывается в жидкость, которая отдает тепло.
Данный принцип действия используется во всех тепловых насосах, разница заключается только в различных источниках, для получения тепловой энергии: земля, вода, воздух и т.д.
Производительность теплонасосов напрямую связана с температурой окружающей среды. Эта особенность гарантирует возможность применения ТН воздух-вода в средней и южной полосе России.
Тепловой энергии, получаемой в процессе разогрева фреона, хватит, чтобы нагреть теплоноситель до 65°С. Этой температуры более чем достаточно, для удовлетворения потребностей в горячем водоснабжении и отопления дома, радиаторной системой и теплыми полами.
Данный принцип работы использует низко потенциальную тепловую энергию, что ограничивает эксплуатацию устройства, внешними факторами. Оптимальная температура для теплонасоса воздух-вода, не ниже -10°С (в некоторых моделях 15-20°С).
Когда значение падает ниже нормы, работоспособность оборудования резко снижается. Чтобы справиться с данной проблемой, был разработан принцип работы теплового насоса воздух-вода совместно с другими источниками тепла.
Как это происходит на практике?
- При падении температуры окружающей среды, насос начинает работать с постоянно увеличивающейся нагрузкой.
- Когда показатели доходят до критичных отметок, включается резервный источник тепла: котел, работающий от электричества, жидкого и твердого топлива или газа, обеспечивающий повышение КПД.
- Как только, температуры окружающей среды достаточно для полной производительности, котел отключается.
Контроль над включением-отключением отопительного оборудования осуществляется вручную или при помощи автоматики. Опыт эксплуатации показывает, что оптимально будет выполнить подключение в качестве резерва электрокотла.
Ограничение по температуре наружного воздуха делает нецелесообразным и даже невозможным установку воздушного теплонасоса для северных широт.
Как подобрать тепловой отопительный насос воздух-вода
Правильно выбрав тепловой насос для отопления дома воздух-вода, можно раз и навсегда решить вопрос обогрева жилых и промышленных помещений. Подбор подходящей тепловой станции выполняют следующим образом:
- Тип корпуса – производители предлагают две базовых конструкции. Низкотемпературный моноблочный тепловой насос типа воздух-вода примечателен тем, что в помещении не устанавливается никакого оборудования, все необходимые узлы расположены на улице (либо в отдельном изолированном помещении). В дом входит только подающий и обратный трубопровод отопления.Сплит – системы, больше предназначены для бытового использования. Внешний блок устанавливается на улице и подключается к емкости накопителю. Разогретый фреон разогревает конденсатор, который методом косвенного нагрева передает тепло жидкости, используемой в качестве теплоносителя.
- Функциональные возможности – некоторые модели предназначены для подключения только к системе водяного обогрева здания. Применение других теплонасосов воздух-вода, подходит для отопления и горячего водоснабжения.
- Зависимость производительности от температуры окружающей среды – бытовые модели обычно ограничены температурой от +45°С до -15°С, можно приобрести оборудование, способное вырабатывать тепловую энергию даже при -25-32°С. Эффективность системы отопления дома с ТН воздух – вода, напрямую зависит от этого параметра.
Дополнительно, к параметрам при выборе, обращают внимание на мощность оборудования, компанию производителя, выпускающую теплонасос и себестоимость установки, включая проведение монтажных работ.
Как сделать расчет необходимой мощности ТН воздух-вода
Существует два понятия, предварительный (в первом приближении) и проектный расчёт мощности. Первый можно выполнить самостоятельно, второй делает специализированное учреждение. В первом приближении, на каждый квадратный метр рассчитывают 70 Вт мощности ТН. Дальнейшие расчеты выполняют следующим образом:
- Подсчитывают общую отапливаемую площадь.
- Умножают полученную сумму на 0,7.
- Полученный результат будет соответствовать минимально необходимой мощности оборудования.
Для отопления дома в 100 м², нужен тепловой насос мощности 7 кВт, 200 м² — 14 кВт и т.д.
Чтобы обеспечить максимальную экономичность отопления дома с помощью теплового насоса системы воздух-вода, потребуется грамотная проектная документация и квалифицированное выполнение монтажных работ. 
Производители тепловых насосов отопления воздух-вода
Буквально 10 лет назад, на рынке предлагались всего несколько моделей тепловых насосов. Сегодня выбор стал намного больше. Ведущие немецкие производители, российские, японские и китайские компании, выпускают оборудование, с той или иной долей теплоэффективности.
Судя по отзывам покупателей, наиболее востребованными являются насосы следующих компаний:
- Viessmann – более 30 лет занимается выпуском тепловых насосов. С тех пор, продукция компании существенно изменилась. Были учтены пожелания потребителей, внедрены новые технологии. В ТН Viessmann используется инновационная автоматика, полностью регулирующая весь процесс работы, оптимизирующая процесс обогрева, в согласии с погодными условиями.
- Buderus – модели отличаются высокой производительностью. Предназначены для бытового и промышленного применения. Полностью соответствуют особенностям отечественной эксплуатации. В серии Buderus предлагаются насосы для обогрева площади до 500 м² и выше.
- Stiebel Eltron – еще одна немецкая компания, пользующаяся неизменным спросом у отечественного потребителя. В качестве достоинств можно выделить большой ассортимент предлагаемого оборудования, функциональность устройств и возможность подбора по индивидуальным запросам. Модели Stiebel Eltron имеют высокий уровень СОР и отличаются экономичностью.
- Heliotherm – австрийские теплонасосы, имеющие один из лучших показателей СОР среди всего термального оборудования. Имеют официальное представительство в РФ, что во многом облегчает монтаж, обслуживание систем и выполнение гарантийных обязательств. Теплонасосами Heliotherm оснащены более 15 000 различных объектов.
Стоимость установки ТН воздух-вода
Последние модели тепловых насосов обойдутся в 160-1200 тыс. руб. Цена варьируется, в зависимости от производителя. На стоимость сильно влияет «раскрученность» бренда. Китайские модели, имеют меньшую цену, но и уступают по надежности и показателям СОР.
Монтаж теплонасосов воздух-вода обычно входит в стоимость. Большинство производителей, дополнительно, бесплатно делают проект и предоставляют другие услуги по обслуживанию. Рассчитать полную стоимость, включая покупку ТН и его установку можно с помощью он-лайн калькуляторов.
Рекомендации и правила монтажа ТН воздух-вода
Теплонасосы воздух-вода устанавливаются в любом месте придомовой территории. Существуют общие правила относительно монтажа:
- Расстояние до жилого дома от 2 до 20 м.
- Минимальное расстояние до котельной, с которой агрегат соединяется несколькими трубами и электрическими кабелями.
- В котельной располагают накопительную емкость, устанавливают циркуляционное оборудование.
- Создается незначительный уровень шума при работе. Тем не менее, если планируется установить моноблок для внутреннего монтажа, для него стоит выделить отдельное звукоизолированное помещение.
- Наружный блок выглядит как корпус кондиционера. Внизу расположены ножки для установки, а также настенные крепления.
В системе большинства моделей предусмотрена функция предотвращение замерзания. Поэтому, наружный блок не нуждается в утеплении.
Одно из наиболее распространенных решений, относительно эксплуатации теплового насоса, это использование системы для нагрева бассейнов. С помощью оборудования, осуществляется подогрев воды в летний период, а также отопление помещения зимой. 
На сколько выгоден тепловой насос системы воздух-вода
Выгода использования тепловых насосов отопления воздух-вода, стала особенно очевидной, после появления СОР. Под этим термином скрывается коэффициент, сравнивающий необходимые затраты на электроэнергию, при отоплении тепловым насосом типа воздух-вода. На практике это означает следующее:
- Для работы ТН требуется электричество. Напряжение нужно компрессору, нагоняющему давление в систему. СОР указывает, какое количество тепла было получено, благодаря потреблению электроэнергии в сутки.
- Если СОР равен 3, значит, насос вырабатывает 3 кВт тепловой энергии на каждый кВт затраченного электричества.
Все, казалось бы, просто, если бы, не одно, но! Существует температурная зависимость насоса воздух-вода. При снижении температуры, теплоотдача существенно падает. Эффективность работы зимой снижается. Именно по этой причине, отзывы реальных владельцев о тепловых насосах системы воздух-вода с средней полосы России вразрез отличаются от тех же комментариев жителей северных широт.
Все недостатки эксплуатации теплонасосов воздух-вода, в основном сводятся именно к зависимости от внешних температурных факторов. Но это можно учесть при выборе модели, обращая внимание на параметр, указывающий нижний предел температуры для сохранения ТН работоспособности.
Перед решением о покупке, стоит прочитать несколько отзывов, показывающих преимущества и недостатки тепловых насосов, а также возможности и сферу применения оборудования.
Устройство теплового насоса воздух-вода, виды, эффективность, выбор
В Европе и США уже давно нашли применение альтернативным источникам энергии. В ряде случаев они хорошо заменяют газ, а также твердотопливные материалы. В частности, получили широкое распространение «тепловые насосы», которые извлекают энергию из воды, воздуха и земли. Все эти установки имеют свою специфику и особенности, которые влияют на эффективность их работы.
Специалисты отмечают, что тепловой насос воздух-вода отличается простым монтажом и эксплуатацией. Кроме того, он имеет длительный срок службы и высокую надёжность. Многие люди выбирают тепловые насосы воздух-вода для использования в загородном доме или на даче. В этом материале речь пойдёт о принципе работы, эксплуатации, монтаже, а также о выборе теплового насоса «воздух-вода».
Принцип работы теплового насоса воздух-вода
Тепловой насос представляет собой разновидность оборудования для отопления помещения, которое берёт рассеянное тепло из окружающего воздуха и концентрирует его в тепловую энергию. Эта энергия идёт на нагрев воды, которая далее используется для обогрева помещения.
Принцип работы теплового насоса типа воздух-вода подобен работе кондиционера, но используется обратный цикл Карно. В современном климатическом оборудовании используется подобный принцип.
Кондиционеры, предназначенные для охлаждения помещения, могут работать на нагрев до тех пор, пока температура ОС не опустится ниже минус пяти по Цельсию.
Принцип работы теплового насоса воздух-вода
От климатического оборудования теплонасосы воздух-вода отличаются улучшенными параметрами. Они могут работать на обогрев помещения, пока температура воздуха за бортом не снизится до 15─25 градусов мороза.
В состав установки входит контур, где идёт циркуляция фреона, а также компрессор, испаритель и конденсатор. В испарителе фреон переводится в газообразное состояние с поглощением тепла из ОС. В компрессоре под высоким давлением газ разогревается 120─125 градусов и попадает в конденсатор. Там он превращается в жидкость, тепло которой используется для нагрева воды в контуре отопления.
Этот принцип работы практически одинаков для всех типов тепловых насосов. Различия только в том, какая среда используется для извлечения тепла. Это может быть вода, земля, воздух и прочие источники.
Температура на улице оказывает существенное влияние на производительность теплонасосов. Поэтому использование тепловых насосов воздух-вода возможно на юге России и в средней полосе.
На севере, где долгое время держатся морозы, их использование проблематично.
Теплоноситель, в роли которого выступает вода, с помощью фреона нагревается примерно до 55─65 градусов. Температуры вполне достаточно для того, чтобы организовать горячее водоснабжение, систему отопления, тёплый пол.
Принцип действия основан на использовании низкопотенциальной тепловой энергии. Именно это ограничивает использование теплового насоса факторов окружающей среды. Оптимальный режим работы находится до минус 10 градусов Цельсия.
Если температура «за бортом» снижается, то эффективность установки воздух-вода сильно снижается.
Внешний блок теплового насоса
Для устранения этой проблемы специалисты разработали схему функционирования системы воздух-вода вместе с прочими источниками тепла. Здесь схема работы следующая. Когда температура на улице понижается, то насос начинает работать с нарастающей нагрузкой. При росте нагрузки до определённого предельного значения, к работе подключается дополнительный источник тепла. Это может быть электрический или газовый котёл. Когда температура за окном возрастает и тепловой насос справляется с нагрузкой, котёл автоматически отключается. Как говорят специалисты, в роли резервного лучше использовать электрический котёл.
В любом случае, установка насоса воздух-вода нецелесообразна в северных широтах, где длительное время стоят сильные морозы.
Вернуться к содержанию
Расчёт мощности
Перед тем как купить тепловой насос или изготовить его самостоятельно, следует провести примерный расчёт мощности. Ведь если мощность будет недостаточна для площади вашего дома, то обогрев будет проводиться не в полной мере.
Если выбрать излишне мощный насос, то – это приведёт к ненужным затратам.
Специалисты, которые занимаются производством и установкой тепловых насосов воздух-вода для вычисления мощности используют специальное программное обеспечение.
Они позволяют рассчитать различные элементы такой системы вплоть до площади змеевика. Те, кто делает тепловой насос своими руками, применяют специальные калькуляторы. Они имеются на сайтах по строительной тематике и отоплению.
В таки калькуляторах используются вводные данные о площади дома, регионе, высоте потолков, а также состоянии теплоизоляции в доме.
В результате подсчётов выводится расчётная мощность теплового насоса типа воздух-вода или другой разновидности. Если здание хорошо утеплено и имеет небольшую площадь, мощность теплового насоса нужна будет меньше. Так, что теплоизоляцию специалисты рекомендуют делать до того, как покупать тепловой насос.
Ниже можно посмотреть таблицу примерной зависимости мощности теплового насоса в зависимости от площади обогреваемого помещения.
| Площадь помещения, кв. м. | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 |
| Мощность, кВт | 5 | 8 | 12 | 16 | 21 | 28 |
Вернуться к содержанию
Особенности монтажа и эксплуатации
Тепловой насос воздух-вода и оборудование для отопления, связанное с ним, является сложным техническим устройством. Поэтому заказ и монтаж следует заказывать в специализированных организациях. За самостоятельную установку стоит браться только в том случае, если вы чётко представляете себе, что нужно делать.
Монтаж теплового насоса обычно включает в себя следующие этапы:
- подготовительные работы;
- монтаж наружного блока;
- Установка внутреннего блока и системы отопления дома;
- Пуско-наладочные работы.
Следует также отметить некоторые особенности при монтаже теплового насоса. Они справедливы, как для установок воздух-вода, так и для других.
- Внешний блок устанавливается рядом со зданием (2─10 метров);
- Над внешним блоком следует сделать навес для защиты от пыли, дождя и снега;
- Кроме того, он должен быть расположен на расстоянии от источников огня;
- Сама установка должна монтироваться на металлическую основу;
- Соединения в контуре теплового насоса, где циркулирует фреон, должны быть завальцованы;
- Монтаж в целом должен проводиться с расчётом того, что температура теплоносителя не будет высокой.
Ряд экспертов говорят о том, что в случае использования насоса типа воздух-вода в системе отопления, оптимальный вид обогрева помещения – это тёплые полы.
Тепловая установка воздух-вода
Стоит также сказать о некоторых важных моментах при эксплуатации тепловых насосов. Их работа регулируется в автоматическом режиме и не требует постоянного наблюдения. Но хотя бы раз в год следует проводить осмотр на предмет неисправных элементов системы для выявления различных неполадок. Это позволит избежать крупного ремонта и больших затрат.
Вот некоторые моменты, на которые следует обращать внимание при эксплуатации теплового насоса воздух-вода:
- Проверка фильтров. Их своевременная чистка и замена;
- Контроль температуры масла в компрессоре. Масло должно быть тёплым;
- Чистка мусора из внешнего теплообменника;
- Чистка датчиков температуры;
- Проверка целостности проводки;
- Осмотр труб, шлангов, а также их соединений на предмет повреждений и протечек;
- При необходимости нужно смазывать движущиеся части вентилятора и двигателя;
- Перед запуском насоса нужно включить компрессор и оставить его на несколько часов, чтобы разогрелось масло. Если запускать на холодном масле, то сокращается срок его службы.
Вернуться к содержанию
Выбор: цены и производители
Проблему отопления жилых и производственных помещений можно решить правильным выбором теплового насоса воздух-вода. Что же нужно учесть и не ошибиться при выборе. Первое, над чем следует подумать после расчёта мощности, это конструкция корпуса. Производители предлагают два варианта.
Низкотемпературный моноблочный тепловой насос
Есть низкотемпературные моноблочные тепловые насосы. При этом в помещении не ставится никакой дополнительной установки. Все элементы теплового насоса располагаются снаружи здания или в подсобном помещении, а в дом или производственное помещение проходит только трубопровод с теплоносителем.
Второй вариант исполнения – это всем известные сплит-системы. Чаще всего такой вариант применяется в бытовых помещениях. Внешний блок стоит на улице, а к нему идёт магистраль от накопителя. Фреон греет конденсатор и жидкости, которая циркулирует в контуре отопления, передаётся тепло.
По функциональности и назначению выпускаемые модели тепловых насосов также можно поделить на 2 группы. Одни установки воздух-вода предназначены только для отопления, а другие могут помимо обогрева обеспечивать горячее водоснабжение.
По температуре окружающего воздуха установки воздух-вода, как правило, работают в интервале от плюс 45 до минус 15 С. Отдельные модели могут работать на обогрев температуре на улице минус 25─32 С.
От температуры окружающей среды напрямую зависит эффективность тепловых насосов воздух-вода.
Тепловой насос воздух-вода Viessmann
За последние 10─15 лет на рынке появилось много моделей различных тепловых насосов. Выпуском этой продукции занимаются производители из Германии, Японии, Китая, России и других стран. Их продукция имеет близкую конструкцию, но часто отличается по эффективности.
Можно назвать следующие известные компании на этом рынке:
- Stiebel Eltron (Германия). Модели имеют высокий спрос на российском рынке. Среди плюсов стоит отметить большой широкий ассортимент моделей, развитую функциональность, возможность индивидуального изготовления. В целом тепловые насосы Stiebel Eltron отличаются экономичностью и высоким коэффициентом СОР;
- Фирма выпускает установки воздух-вода высокой производительности. Они находят применение для обогрева бытовых и промышленных объектов. Все модели адаптированы для использования в российских условиях. Большинство предлагаемых тепловых насосов Buderus рассчитаны на обогрев помещений площадью более 500 квадратных метров;
- Компания уже несколько десятков лет выпускает тепловые насосы. Модельный ряд постоянно меняется, учитываются пожелания владельцев тепловых установок, постоянно осваиваются новые технологии. Viessmann часто используют в своей продукции инновационную автоматику. С её помощью, установка воздух-вода обеспечивает полностью автоматический обогрев помещения в зависимости от погодных условий;
- Heliotherm (Австрия). Фирма выпускает модели тепловых насосов с лучшими показателями СОР. В России компания имеет своё представительство. Благодаря этому обеспечиваются гарантийные обязательства, установка и поддержка оборудования.
Стоимость современных тепловых насосов лежит в интервале от 160 тысяч до 1,2 миллиона рублей. Стоимость может меняться в зависимости от того, какой производитель. Китайцы выпускают модели, которые стоят дешевле, но у них ниже СОР и срок службы.
Часто используется практика, когда монтаж тепловых насосов воздух-вода включается в цену оборудования. Многие компании предлагают бесплатно расчёт проекта. Есть также примеры, когда предлагаются услуги по дальнейшему обслуживанию установок.
Вернуться к содержанию
Целесообразность установки теплового насоса воздух-вода
Эффективность использования отопительных установок воздух-вода определяется коэффициентом СОР. С его помощью сравниваются затраты на электричество при выработке тепла (в нашем случае тепловым насосом).
Основной расход электричества идёт на питание компрессора, нагнетающего давление. Величина СОР показывает, сколько тепловой энергии было получено при расходовании определённого количества электроэнергии. К примеру, СОР равен 5.
Это означает, что тепловой насос воздух-вода, расходуя 1 киловатт электроэнергии, вырабатывает 3 киловатта тепла.
Но при оценке эффективности работы установок воздух-вода следует учитывать ещё один важный фактор, без которого оценка будет неверной. Это зависимость от температуры окружающей среды. При понижении температуры воздуха на улице эффективность работы сильно снижается.
Поэтому эффективность одного и того же насоса на севере и в средней полосе России будет существенно отличаться. Эта зависимость от температуры ОС и является основным минусом установок типа воздух-вода. Поэтому перед приобретением такого оборудования стоит ознакомиться с отзывами о его работе у людей в вашей климатической зоне.
А ещё лучше посмотреть всё своими глазами, если есть такая возможность.
Вернуться к содержанию
Опрос
Примите участие в опросе!
Загрузка …
Если статья оказалась для вас полезной, распространите ссылку на неё в социальных сетях. Этим вы поможете развитию сайта. Голосуйте в опросе ниже и оценивайте материал! Исправления и дополнения к статье оставляйте в х.
Вернуться к содержанию
Тепловой насос, его плюсы и минусы
В условиях постоянного повышения тарифов на электричество и газ все больше людей задумываются о том, чтобы перейти на альтернативные источники энергии, такие, например, как воздух, вода и почва.
Поэтому все большую популярность набирает использование в частных домах и на дачах тепловых насосов, при помощи которых можно обогревать помещения в холодное время года и обеспечивать нагрев воды за счет минимальных затрат электроэнергии.
Принцип работы
Работает такой агрегат по принципу взаимодействия трех контуров: в первом контуре циркулирует теплоноситель, который переносит энергию от источника низкопотенциального тепла во второй контур.
Во втором контуре находится специальное вещество (хладагент), как правило, фреон, который, забирая энергию у теплоносителя, испаряется, образуя газ. Подогретый газ поступает в третий, отопительный, контур, откуда теплоприемник (вода) переносит тепло по системе отопления.
Затем хладагент охлаждается, и цикл начинается сначала.
Виды тепловых насосов
В зависимости от источника энергии различают 3 вида устройств:
- Водяные. Используют тепло, накопленное в водоемах.
- Воздушные. Функционируют за счет тепла, получаемого из воздуха.
- Грунтовые или геотермальные. Работают благодаря теплу, поступающему от грунтовых вод и земли.
В зависимости от используемого вида теплового насоса можно выделить его основные плюсы и минусы.
Плюсы водяных насосов
- Независимость от погодных условий. Поскольку температура в водоемах стабильна в любое время года, эффективность работы устройства, работающего от воды, одинакова вне зависимости от сезона.
- Легкость и простота установки. Для забора тепла из водоема необходимо установить специальный трубопровод, но это не требует специальных навыков.
Минусы водяных насосов
- Необходимость наличия водоема. Для установки устройства, работающего на воде, потребуется наличие рядом с домом водоема с проточной водой. Однако не все дома расположены столь удачно.
- Высокая стоимость. Для того чтобы уменьшить энергопотери, необходимо приобретение соответствующего оборудования и его грамотный монтаж, что обойдется недешево.
Работа водяного насоса
Плюсы воздушных насосов
- Низкая стоимость. Невысокая по сравнению с остальными типами тепловых насосов стоимость обусловлена простотой конструкции.
- Легкость установки. Монтаж такого устройства не потребует проведения сложных работ.
- Высокая производительность и коэффициент полезного действия (КПД).
Минусы воздушных насосов
Основным минусом этого типа является зависимость от погодных условий. При слишком низких температурах устройства перестают вырабатывать тепло. Существуют модели, на работу которых погодные условия не влияют, но у них очень высокая стоимость.
Воздушный насос
Плюсы грунтовых (геотермальных) насосов
- Независимость от погоды. Так же, как и водяные, грунтовые (геотермальные) насосы одинаково эффективны в любое время года, т.к. температура на уровне ниже 1-1,5 м. от поверхности земли не меняется в зависимости от сезона.
- Высокий КПД. Температура почвы на глубине в холодное время года выше, чем, например, температура водоемов, поэтому производительность грунтовых (геотермальных) насосов выше, чем у водяных.
Минусы грунтовых (геотермальных) насосов
Главный минус таких устройств заключается в том, что их установка представляет собой сложный технологический процесс, соответственно, она требует привлечения квалифицированных специалистов для монтажа оборудования. Этот фактор существенно увеличивает стоимость.
Кроме того, при установке грунтовых (геотермальных) насосов необходимо учитывать множество факторов, таких, как климат, близость грунтовых вод, сложность грунтов, мощность самого агрегата и другие, что требует проведения работы по анализу и выбору оборудования и способу его монтажа.
Грунтовой насос
Кроме того, можно выделить следующие плюсы и минусы использования теплового насоса независимо от его типа:
Плюсы тепловых насосов
- Простота установки и более низкая стоимость в сравнении, например, с газовым отоплением, т.к. не требуется специальных разрешений и переоборудования помещений, и в целом провести газ намного дороже, чем установить тепловой насос.
- Экономичность.
В среднем каждый кВт электроэнергии, используемой для работы устройства, дает 3-5 кВт тепла для нагрева воды и отопления дома.
- Экономия на обслуживании. Расходы на эксплуатацию тепловых устройств минимальны.
- Автоматизация процесса управления. Агрегат работает без вмешательства человека.
- Повышение уровня пожарной безопасности, т.к. тепловой насос не нагревается до критических температур, при этом существенно уменьшается нагрузка на электропроводку в сравнении с использованием других систем отопления.
- Универсальность или возможность переключения на летний режим.
Большинство моделей может быть использовано в жаркую погоду в качестве кондиционера для охлаждения воздуха.
- Компактность, бесшумность. Агрегат не занимает много места и не издает практически никаких звуков при работе.
- Большой срок эксплуатации. Такие устройства надежны и долговечны.
- Экологичность. Использование альтернативных источников энергии положительно сказывается на состоянии экологии.
Минусы тепловых насосов
- В зависимости от состояния дома и условий окружающей среды, а также доступности других источников энергии и цен на них, первоначальные вложения в приобретение оборудования и его установку могут быть очень существенны, а период окупаемости достаточно длителен.
- В связи с особенностями работы тепловых насосов в регионах, в которых в холодное время года температура воздуха опускается ниже -15 °С потребуется установка дополнительных источников тепла, таких, например, как газовый котел или электрообогреватель.
- Водяные и грунтовые (геотермальные) устройства нарушают состояние экосистем, в которых функционируют (почвы и водоемов).
Вывод
Несмотря на все очевидные плюсы использования теплового насоса перед принятием решения о его установке стоит произвести тщательный расчет, насколько выгодно будет его приобретение исходя из площади и местоположения дома, природных и климатических условий проживания.
Тепловые насосы: плюсы и минусы – грунтовых, водяных, воздушных
Обновлено: 17 февраля 2022.
Плюсы и минусы тепловых насосов – вот что интересует многих. Действительно, если вы решили организовать с помощью такого оборудования отопления дома и ГВС, необходимо знать всю правду о нем. В противном случае, велик риск обжечься.
Тепловые насосы набирают популярность благодаря экономичности и экологичности. Их часто используют для отопления дома, так как принцип работы теплового насоса позволяет получать больше тепла, чем потреблять электроэнергии. В этой публикации мы рассмотрим их позитивные и негативные стороны.
Виды тепловых насосов
В зависимости от среды, из которой черпается тепловая энергия, все тепловые насосы можно разделить на три категории:
- Грунтовые (геотермальные) – получают тепло из земли и грунтовых вод;
- Водяные – работают за счет тепла, накопленного в водоемах;
- Воздушные – извлекают тепловую энергию из воздуха в окружающей среде.
Каждый вид можно разделить на отдельные типы, такие как грунт-вода, грунт-воздух, воздух-вода, воздух-воздух, вода-вода и вода-воздух. Из названия следует, откуда будет получать энергию и что будет нагревать тепловой насос.
Существуют более экзотические типы, такие как фреон-вода, лед-вода и абсорбционные. Но они не распространены, их не применяют для отопления жилья.
Особенности работы
В отличие от котлов, конвекторов и других типов нагревателей, тепловой насос не производит тепло. Он переносит его из одной среды в другую. К примеру, тепловой насос воздух-вода охлаждает воздух за пределами здания и нагревает воду в бойлере. Благодаря этому можно добиться эффективности более 100%.
Тепловой насос потребляет электроэнергию и генерирует тепло. Соотношение этих показателей характеризует его производительность. Но реальный КПД теплового насоса может существенно колебаться. Чем меньше температура на входе и выше на выходе, тем ниже эффективность.
Так выглядит график эффективности воздушного теплового насоса в зависимости от температуры воздуха. Некоторый разброс — это и есть зависимость КПД от того, насколько большой была разница температур.
Экономия от теплового насоса
Противники тепловых насосов часто говорят, что они имеют большой срок окупаемости, но при этом не учитывают трех фактов:
- Стоимость топлива постоянно дорожает, будь то уголь, дрова или газ;
- Цена подключения к газу часто гораздо выше, чем цена теплового насоса и его установки;
- Тепловой насос имеет большой срок эксплуатации.
То, что отапливать тепловым насосом выгоднее чем электричеством – это факт. Но насколько велика эта выгода? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Правда о тепловых насосах такова – в каждом конкретном случае не обойтись без расчетов. В некоторых случаях могут перевесить недостатки тепловых насосов, а в других – преимущества.
Чтобы просчитать нюансы нужно знать:
- Какое обслуживание нужно в процессе эксплуатации;
- Сколько лет в среднем работает выбранная модель;
- Какое количество теплоты потребуется для обогрева квадратного метра (а в некоторых случаях – кубического метра).
Если использовать твердое топливо или газ – стоит учитывать их стоимость и цену оборудования (газового котла, печи, камина и т.д.). Чтобы адекватно оценить минусы и плюсы тепловых насосов нельзя забывать о цене монтажа и подключения.
Практика показывает, что средняя экономия при использовании теплового насоса грунт-вода и использовании теплых полов составляет 400-700% по сравнению с электрическими теплыми полами. Некоторые модели позволяют сократить сезонные затраты на отопление в 10 раз.
Плюсы и минусы
Рассмотрим по отдельности три вида, которые чаще используют для отопления коттеджей, домов, дач и вообще любого частного жилья.
Воздушный тепловой насос: плюсы и минусы
Стоимость воздушных тепловых насосов ниже чем у других типов за счет простоты конструкции. По сути, это кондиционер, но имеющий высокую надежность, производительность и способный работать при экстремально низких и высоких температурах. Монтаж теплового насоса прост и не требует проведения сложных работ.
Чем холоднее на улице, тем ниже эффективность (КПД). При очень низких температурах (в зависимости от модели и производителя) перестает вырабатывать тепло. Есть модели, способные работать и при -35, но они слишком дороги.
Тепловой насос воздух-воздух, это тот же кондиционер. Но его стоимость выше, ведь он нормально функционирует при низких температурах. Например, средней руки кондиционер не будет эффективно работать на обогрев при 0 градусов, а тепловой насос сможет не только обогревать помещение, но и позволит сэкономить.
Еще одно отличие – воздушный теплонасос имеет большую производительность и лучший КПД, чем любой из кондиционеров.
Существуют модели тепловых насосов воздух-воздух, способные работать на охлаждение. Установка такой техники поможет сэкономить на кондиционере.
Внутренний блок воздушного теплового насоса очень похож на внутренний блок кондиционера.
Водяные тепловые насосы: за и против
Температура в водоеме стабильная на протяжении года, поэтому эффективность работы не зависит от погодных условий. Для отбора термальной энергии из озера, пруда или реки нужно укладывать трубопровод (поле), но это несложный процесс.
За счет погружаемого в воду поля и прокладки магистрали между ним и испарителем стоимость оборудования и монтажа удорожается. Чем дальше от теплового насоса находится водоем, тем выше энергопотери и ниже КПД.
И, конечно, основной минус – необходимо наличие водоема.
Не каждый водоем может быть использован в качестве источника тепла для теплового насоса вода-вода или вода-воздух. Если объем воды небольшой, то она будет переохлаждаться и на трубопроводах образуется наледь. Она будет своеобразной «шубой», которая не позволит эффективно получать тепло.
Идеальный вариант – устанавливать поле в проточной воде, тогда можно не беспокоиться о температуре. Но не у всех есть река рядом с домом или дачей.
Идеальное месть для установки водяного теплового насоса
Плюсы и минусы тепловых насосов грунтового типа
На уровне ниже 1-1,5 метра под поверхностью земли температура не меняется на протяжении года. Поэтому производительность оборудования не зависит от того, лето на дворе или зима. На глубине почва прогрета лучше, чем в водоемах зимой, поэтому КПД грунтовых тепловых насосов выше, чем водяных.
Для прокладки труб нужно бурить скважины, либо укладывать трубопровод горизонтально. Это существенно удорожает процесс монтажа по сравнению с водяными тепловыми насосами. Что касается стоимости оборудования – она сравнима с последними.
Большую опасность для грунтового теплового насоса представляет неправильный расчет мощности. Если потребление тепла из земли будет высоким, а площадь поля или глубина и количество скважин – небольшими, почва начнет промерзать. Так как в грунте содержится влага, она образует ледяной кокон и доступ тепла прекратится.
Процесс эксплуатации грунтовых установок отличается в каждом отдельном случае. Геотермальный тепловой имеет свои насос за и против в зависимости от многих факторов, таких как:
- Тип установки теплообменника;
- Мощность теплового насоса;
- Необходимая температура теплоносителя или воды;
- Требуемая тепловая мощность;
- Сложность грунтов;
- Близость грунтовых вод;
- Климат региона.
Так происходит укладка горизонтального поля для грунтового теплового насоса.
Система отопления на основе теплового насоса
Произведенную тепловым насосом тепловую энергию можно использовать как угодно. Как правило, такое оборудование используют для нагрева воды, которая далее идет на нужды горячего водоснабжения (кухня, ванная, баня) и на отопление.
Практика показывает, что лучше использовать теплый пол, чем отопление с помощью радиаторов. Кроме того, что это мягкое тепло и не требует подогрева воды до высокой температуры, есть третья, и немаловажная с точки зрения экономии.
Чем ниже температура воды, которую нужно нагреть, тем выше КПД любого теплового насоса. Если для радиаторов вода должна быть прогрета до 50-55 градусов, то для теплых полов – 30-35 градусов. Даже если температура воды на входе составляет 1-2 градуса, то разница в КПД составит около 30%.
Нередко для обогрева помещений используют воздух. Это особенно эффективно в регионах, где температуры не опускаются ниже 0, а также если использовать тепловой насос в качестве дополнительного источника тепловой энергии.
Для улучшения энергоэффективности при отоплении дома тепловым насосом можно использовать теплоаккумулятор. В особенности, если вы используете воздушный ТН. Аккумулятор тепла позволит уменьшить расход электроэнергии ночью, когда воздух на улице существенно холоднее, чем днем.
Удобнее всего для этого использовать фанкойлы, но для их монтажа придется либо сооружать подвесной потолок, либо жертвовать эстетикой. В случае если есть приточная вентиляция, для подачи теплого воздуха можно использовать ее.
Так происходит установка фанкойлов под подвесные потолки.
Сейчас тепловые насосы не так широко распространены на территории СНГ, чем в других странах. У нас по-прежнему дешевы традиционные источники тепла, такие как уголь, газ и древесина. Но ситуация постоянно меняется и тепловые насосы все чаще используют для отопления домов и нежилых зданий.
В этой статье мы постарались подробно описать плюсы и минучы тепловых насосов разных типов. Надеемся, она была вам полезна. Не забудьте поделиться публикацией с друзьями!
Хотите получить помощь мастера, специалиста в этой сфере? Переходите на портал поиска мастеров Профи. Это полностью бесплатный сервис, где вы найдете профессионала, который решит вашу проблему. Вы не платите за размещение объявления, просмотры, выбор подрядчика.
Если вы сами мастер своего дела, то зарегистрируйтесь на Профи и получайте поток клиентов. Ваша прибыль в одном клике!
Загрузка...
