Воздушное конвективное отопление пользуется популярностью, благодаря скорости обогрева помещений и высокой теплоэффективности. Единственный минус, ограничивающий популярность данной схемы – большие затраты на электричество. Тепловой насос воздух-воздух полностью нивелировал этот недостаток. Потребитель сможет оценить экономичность теплонасоса воздушного типа, снижающего расходы на электроэнергию в 3-5 раз.
Как работает тепловой насос системы воздух-воздух
Общий принцип работы ТН во многом напоминает тот, что используется в кондиционере, в режиме «обогрев помещения», с единственным отличием. Теплонасос «заточен» на отопление, а кондиционер на охлаждение комнат. Во время работы используется низкопотенциальная энергия воздуха. В результате расход электроэнергии сократился более чем в 3 раза.
Принцип действия тепловой насосной установки воздух-воздух, если не вдаваться в технические подробности, следующий:
- Воздух, даже при отрицательной температуре, сохраняет определенное количество тепловой энергии. Это происходит до тех пор, пока температурные показатели не достигнут абсолютного нуля. Большинство моделей ТН способны извлекать тепло при достижении температуры -15°С. Несколько известных производителей выпустило станции, сохраняющие работоспособность при -25°С и даже -32°С.
- Забор низкопотенциального тепла происходит благодаря испарению фреона, циркулирующего по внутреннему контуру ТН. Для этого используется испаритель – блок, в котором создаются оптимальные условия для преобразования хладагента из жидкого в газообразное состояние. При этом, согласно физическим законам, поглощается большое количество тепла.
- Следующим блоком, расположенным в системе теплоснабжения воздух-воздух, является компрессор. Именно сюда подается хладагент в газообразном состоянии. В камере нагнетается давление, что приводит к резкому и существенному нагреву фреона. Через форсунку, хладагент впрыскивается в конденсатор. Компрессор для теплового насоса имеет спиралевидное исполнение, что облегчает запуск при низких температурах.
- Во внутреннем блоке, располагающемся непосредственно в помещении, находится конденсатор, выполняющий одновременно функцию теплообменника. Газообразный разогретый фреон, целенаправленно конденсируется на стенках модуля, отдавая при этом тепловую энергию. ТН распределяет полученное тепло, подобным к сплит-системе образом. Допускается канальное распределение нагретого воздуха. Особенно практично такое решение при нагреве больших многоквартирных зданий, складских и промышленных помещений.
Принцип работы теплового насоса воздух-воздух и его эффективность напрямую связаны с температурой окружающей среды. Чем холоднее «за окном», тем ниже производительность станции.
Работа теплового насоса воздух-воздух при температуре минус -25°С (в большинстве моделей) полностью прекращается. Чтобы компенсировать недостаток тепла, устанавливают резервный котел.
Оптимально одновременное использование электрического тэна.
Тепловые насосы воздух-воздух состоят из двух блоков наружного и внутреннего размещения. Конструкция во многом напоминает сплит-систему и устанавливается подобным образом. Внутренний блок монтируется на стену или потолок. Настройки выставляются с помощью дистанционного управления.
Для северных регионов, схема отопления с использованием воздушного ТН будет малоэффективной, лучше остановить свой выбор на геотермальных установках.
Чем отличается ТН воздух-воздух от кондиционера
ТН воздух-воздух работает как кондиционер, но имеет существенные отличия, заключающиеся в особенностях конструкции и производительности. Хотя существует внешнее сходство, на самом деле, отличия, если обратить внимание на технически характеристики, существенны:
- Производительность – тепловой насос воздух-воздух для отопления дома, максимально эффективно работает на нагрев помещения. Некоторые модели способны охлаждать воздух. Во время кондиционирования помещения, энергоэффективность существенно уступает обычным кондиционерам.
- Экономичность – даже инверторные кондиционеры, во время работы тратят больше электроэнергии, чем требует отопление тепловым насосом типа воздух – воздух. При переходе в режим обогрева, затраты электричества еще больше увеличиваются. У ТН коэффициент энергоэффективности определяется согласно СОР. Средние показатели станций равняются 3-5 единицам. Затраты электричества в таком случае составляют 1 кВт на каждые 3-5 кВт полученного тепла.
- Сфера применения – кондиционеры используют для вентиляции и дополнительного обогрева помещения, при условии, что температура окружающей среды не будет меньше +5°С. Тепловые насосы воздух-воздух, применяются в качестве основного источника отопления в течение всего года в средних широтах. При определенной модификации, могут использоваться для охлаждения комнат.
Мировой опыт использования тепловых отопительных насосов системы воздух-воздух, убедительно доказал, что использование возобновляемых источников энергии не только возможно, но и экономически выгодно, несмотря на необходимость первичных капиталовложений. 
Как выбрать тепловой насос типа воздух-воздух
Эффективность ТН воздух-воздух при отоплении дома, напрямую зависит от правильного выбора станции и проведения предварительных расчетов. Подбирая подходящий ТН, обращают внимание на следующие характеристики:
- Мощность теплонасоса.
- Компания производитель.
- Стоимость оборудования и подключения.
Внимание обращают и на дополнительные функции. Устройство ТН воздух-воздух может отличаться по количеству доступных задач. Оборудование способно работать на нагрев и охлаждение. В серии некоторых производителей, отдельно включено оборудование с встроенными емкостями для нагрева воды ГВС.
Оптимальная отопительная система с тепловым насосом воздух-воздух соответствует техническим характеристикам здания и продумана с учетом дальнейшей эксплуатации. При проведении правильных расчетов, самоокупаемость установки наступает уже через 2-3 года интенсивного использования.
Как рассчитать необходимую мощность ТН
Низкотемпературные тепловые насосы для отопления системы воздух-воздух рассчитываются исходя из формулы 0,7 кВт =10 м². Таким образом, получают приблизительные параметры мощности.
Для первичных расчетов формула достаточно точная. Для примера, можно провести расчет мощности бытового теплового насоса системы воздух-воздух, для помещения в 200 м²:
- Расчет мощности включает стандартное помещение, со средним показателем теплопотерь и высотой потолка не более 2,7 м, при условии постоянного проживания.
- На каждый 10 м² требуется 0,7 кВт производительности ТН. Для 100 м² понадобится установка на 7 кВт, 200 м² — 14 кВт.
- Если в принципиальную схему входит водонагревательный бак, к полученному результату добавляют еще 10-20% мощности.
Если все расчеты произведены правильно, эксплуатация ТН воздух-воздух, обеспечит нагрев воздуха до комфортных 23 градусов в течение всего отопительного сезона, при минимальных затратах на отопление.
Какую марку ТН воздух-воздух выбрать
Оборудование предлагают немецкие китайские и японские производители. При выборе необходимо ориентироваться на указанные в технической документации параметры и отзывы покупателей.
Наилучшие марки насосов воздух-воздух изготавливают в Японии. Азиатские корпорации одними из первых стали использовать технологию извлечения низкопотенциальной энергии из воздуха, для охлаждения помещений. С тех пор их продукция существенно улучшилась:
- Daikin – мировой лидер в изготовлении систем отопления и кондиционирования. Главной особенностью продукции является полное интегрирование системы в жилой дом и обеспечение автономного климат контроля, приспосабливающегося к пожеланиям хозяев. Под брендом Daikin предлагаются тепловые насосы для бытовых и коммерческих нужд, работающие на обогрев и охлаждение, а также обеспечение потребностей ГВС.
- Mitsubishi – отечественному потребителю продукция компании знакома в основном по выпускаемым автомобилям. Но, как и многие другие японские компании, помимо машин, Mitsubishi выпускает еще несколько видов техники. Главным достоинством компании считается создание уникальной конструкции ZUBADAN, позволившей существенно улучшить рабочие параметры и сократить расходы электроэнергии. ТН Митсубиси сохраняют работоспособность до -25°С. Для отопления промышленных комплексов, разработаны мультизонные системы.
- Fujitsu – основной упор, компания делает на производстве так называемых комбинированных систем, имеющих широкий дополнительный функционал. ТН работают на обогрев и охлаждение. При необходимости, легко интегрируются в систему жидкостного отопления и ГВС. Fujitsu – это компактные и простые в эксплуатации системы, предназначенные для отопления частных домов и коттеджей.
При выборе подходящей станции, помимо выбора производителя, обращают внимание на технические параметры, в частности СОР и минимальную температуру, при которой насос сохраняет работоспособность.
Сколько стоит ТН воздух-воздух
На стоимость влияют технические характеристики, наличие дополнительных функций. Японцы привыкли классифицировать установки по производительности и надежности. Потребителю предлагают три класса оборудования:
- Бытовые – ориентировочная цена 200-350 тыс. руб. Максимальная отапливаемая площадь не более 100-140 м².
- Полупромышленные – обойдутся в 500-800 тыс. руб.
- Промышленные – самые дорогие и производительные установки, предназначены для долгой эксплуатации при неблагоприятных условиях. Производительность до 90 кВт. Стоимость от 900 до 3 млн. руб.
Дополнительно, к цене теплонасоса добавляют стоимость монтажа и изготовления проекта, по распределению потоков воздуха при работе. Особенно это важно при обогреве помещений большой площади, разделенных на комнаты перегородками.
Особенности монтажа ТН системы воздух-воздух
Монтаж ТН воздух-воздух чем-то напоминает установку сплит-системы. В устройстве присутствует два блока – внешний и внутренний, соединенных между собой контуром, по которому циркулирует хладагент.
Наружный или внешний блок теплового насоса, монтируется на улице. Некоторые модели устанавливаются в специальный защитный кожух. Станция настолько легкая, что ее монтаж допускается даже на кровле здания. Рекомендуется, чтобы ТН воздух-воздух устанавливался приблизительно в 2-3 м от входа в жилые помещения.
Внутренний блок размещают таким образом, чтобы потоки нагретого воздуха, максимально эффективно распространялись по помещению. Допускается настенная и потолочная установка.
Централизованное воздушное отопление дома с помощью теплового насоса воздух-воздух, при постоянном проживании, требует использования системы принудительного нагнетания воздуха. Протяженность воздушных каналов и их расположение, тщательно просчитывается во время изготовления проектной документации.
Установка теплового насоса – это сложный технологический процесс, поэтому, выполнение работ выполняют специализированные монтажные бригады, имеющие соответствующую лицензию.
Преимущества и недостатки ТН воздух-воздух
Отзывы реальных владельцев о тепловых насосах системы воздух-воздух, помогают составить точную картину, относительно энергоэффективности использования альтернативных методов обогрева, а также получить представление о существующих преимуществах и недостатках.
Отопление дома ТН воздух-воздух имеет следующие плюсы:
- Экономия средств – даже при значительных первоначальных затратах, теплонасос самоокупается уже через 3-6 лет эксплуатации. Так как оборудование рассчитано на 30-50 лет службы, выгоды очевидны. Затраты на электроэнергию, в течение всего отопительного сезона, в 3-5 раз меньше чем у электрокотла.
- Полная независимость от традиционных видов топлива. Главное преимущество отопления ТН воздух-воздух заключается в производстве тепловой энергии, без использования газа, твердого и жидкого топлива, и т.д. При условии установки солнечных панелей, можно отказаться и от внешнего электричества.
- Экологичность – во время работы используют возобновляемые источники тепловой энергии, полностью отсутствуют вредные выбросы.
Конечно, у теплонасосов есть свои слабые стороны, которые время от времени пытаются исправить производители. К ним относятся:
- Зависимость КПД от наружной температуры – производители постоянно совершенствуют системы. Современное оборудование способно работать при -15 -25°С. Эффективность при низких температурах заметно снижается, что ограничивает применение модулей для отопления помещений в условиях Севера.
- Большие материальные затраты на приобретение и монтаж теплонасоса. Главный недостаток ТН воздух – воздух, по причине которого, станции не получили широкого распространения в отечественных условиях.
Перспективы использования ТН воздух-воздух достаточно оптимистичные.
Сравнительно недавно, несколько крупных производителей объявили о разработке модулей, способных работать при отрицательной температуре до -32°С.
Постоянно делается акцент на удешевлении продукции, чтобы сделать ее доступной для потребителей среднего класса, улучшается производительность (средние показатели СОР у современных моделей равны 5-8 единицам).
Отопление дома тепловыми насосами "воздух-воздух"
Альтернативное отопление без газа, земляных работ и бурений скважин, отдельных помещений, вентиляции и дымоходов, сажи и копоти, разрешений и согласований, серьезных первоначальных затрат и больших счетов за электроэнергию – миф или реальность?
Дилемма, знакомая большинству владельцев дач и загородных домов: “Отапливать дом электричеством стало слишком накладно, дровами – неудобно и неэффективно, а газа либо нет и не будет, либо за подключение сумма неподъемная. Да и вообще, дом и участок обжитые, затевать какую-то перестройку совсем не хочется. И что делать?”
Решение есть – экономичное отопление тепловыми насосами “Воздух-Воздух”!
В условиях постоянного роста цен на электроэнергию и газ все большую популярность у владельцев загородных домов приобретают альтернативные системы отопления, позволяющие ощутимо сэкономить семейный бюджет за отопительный сезон. А среди них самым простым и доступным вариантом являются тепловые насосы “воздух-воздух”.
Применение данного типа оборудования имеет целый ряд существенных преимуществ перед традиционными системами отопления дачи или коттеджа:
| Экономия электроэнергии на отоплении до 80% – потребляя 1 кВт электроэнергии тепловой насос “воздух-воздух” переносит из окружающей среды в помещение до 5 кВт тепла. |
| Эффективное отопление дома даже в сильный мороз – современные воздушные тепловые насосы способны эффективно работать при температурах наружного воздуха до -30 °С. |
| “Два в одном”. Не нужно тратиться на кондиционер, тепловой насос зимой обогреет, а летом охладит помещение – существенная экономия за счет одной системы вместо двух. |
| Не требует отдельного помещения, системы вентиляции, дополнительных инженерных коммуникаций, земляных и прочих строительных работ, разрешений и согласований. |
| Экология и безопасность – нет выбросов в атмосферу, открытого огня и высокотемпературных элементов. Не сжигает кислород и не выделяет СО2. Отсутствует сажа, копоть и пыль. |
| Быстрый монтаж и минимум неудобств – установка атмосферного теплового насоса занимает всего 3-4 часа, не затрагивает основные конструкции и отделку, не требует прокладки сложных коммуникаций и может быть произведена в любой момент, неважно строится дом или уже обжит. |
| Доступная цена теплового насоса “воздух-воздух” – она соизмерима со стоимостью хорошего кондиционера бизнес класса и ниже чем у многих моделей премиального сегмента. |
Помимо перечисленных преимуществ существует еще целый ряд очень удобных и полезных с точки зрения экономии электроэнергии на отоплении загородного дома функций, которыми снабжены многие воздушные тепловые насосы. В первую очередь к таким дополнительным “фишкам” можно отнести:
 |
Наличие встроенного Wi-Fi модуля, который позволяет управлять тепловым насосом через интернет с любого смартфона или планшета. Можно дистанционно понизить или повысить температуру перед своим приездом; |
 |
Функция снижения температуры в отапливаемом помещении до уровня +8 – +10 °С для дополнительной экономии электроэнергии, не допуская при этом его вымерзания. |
Эти опции очень актуальны для загородного жилья т.к.
оно не редко на несколько часов или дней остается без хозяев, а в их отсутствии нет никакой необходимости поддерживать комфортную температуру +22 – +24 °С тратя лишние киловатты электричества, когда можно сэкономить, снизив температуру, не давая при этом дому замерзнуть, а перед возвращением за 1-2 часа дистанционно вернуть комфортный режим.
Широкий модельный ряд воздушных теплонасосов для отопления дома представлен в разделе нашего каталога “Тепловые насосы воздух-воздух”. Среди производителей тепловых насосов явными фаворитами на сегодняшний день являются:
 |
 |
Оборудование этих брендов успешно эксплуатируется на многих объектах в нашем регионе и зарекомендовало себя как надежный и эффективный способ отопления дома в условиях суровой зимы.
Экономия электроэнергии при отоплении дома тепловым насосом “воздух-воздух”
| Площадь, м2 | Потребляемая мощность (ЭО / ТН), кВт/час | Стоимость эл. энергии (ЭО / ТН), руб./мес. | Экономия при использовании теплового насоса в месяц |
| 20-25 | 2,5 / 0,6 | 7002 / 1680 | 5 322 руб. |
| 25-35 | 3,5 / 0,8 | 9803 / 2241 | 7 562 руб. |
| 35-50 | 5,0 / 1,3 | 14004 / 3641 | 10 363 руб. |
| 50-70 | 7,0 / 1,8 | 19606 / 5041 | 14 565 руб. |
* ЭО – электрический обогрев (эл.обогреватели, конвекторы, эл.котел), ТН – тепловой насос
В расчете приняты следующие исходные данные (московский регион): Стоимость 1 кВт электроэнергии – 3,89 руб. Средняя температура за отопительный сезон -2,2 °С Минимальная температура наиболее холодной пятидневки -25 °С
Данный расчет является ориентировочным т.к. фактический расход тепла зависит от степени утепления конструкций дома и поддерживаемого теплового режима в помещении.
Что из себя представляет тепловой насос “воздух-воздух”?
По сути, это инверторный кондиционер, способный не только охлаждать, но и обогревать помещение даже в сильный мороз за окном, при этом значительно экономя электроэнергию в сравнении с любым, даже самым дорогим, электрическим обогревателем.
В действительности, именно способность эффективно работать на обогрев при температурах наружного воздуха вплоть до -30 °С принципиально отличает воздушный тепловой насос от обычного кондиционера.
Отношение вырабатываемой тепловой энергии к потребляемой электроэнергии называется коэффициентом энергоэффективности. Этот параметр указывается в технических характеристиках под аббревиатурой «COP».
Например, значение COP = 4 означает, что на 1 кВт электричества производится 4 кВт тепла, расходуемого на отопление дома. Номинальное значение этого параметра приводится для температуры наружного воздуха +7 °С.
В характеристиках многих современных инверторных сплит-систем для работы на обогрев указан диапазон рабочих наружных температур до -15 °С, но факт в том, что при снижении температуры на 5 – 10 °С ниже нуля они вырабатывают тепла не больше, чем потребляют электроэнергии, а при -15 °С вообще дуют прохладным воздухом или совсем выключаются.
Дело в том, что при работе на обогрев производительность обычного кондиционера резко снижается при отрицательных температурах, а на границе рабочего температурного диапазона их COP зачастую становится меньше единицы, т.е. о энергоэффективности речи не идет. А диапазон рабочих температур указывает лишь на то, что оборудование при этих температурах не сломается.
Совсем другое дело тепловой насос “воздух-воздух” – в его конструкции применены специальные технические решения, позволяющие эффективно извлекать низкопотенциальное тепло из атмосферного воздуха даже при очень низких температурах и переносить его в отапливаемое помещение, затрачивая при этом электрической энергии значительно меньше полученной тепловой.
Так, например, при температуре наружного воздуха -25 °С, тепловые насосы Fujitsu серии Nordic имеют коэффициент энергоэффективности COP, равный 2,147.
Это означает, что в сильный мороз Fujitsu Nordic производит свыше 2 кВт тепловой энергии, потребляя из электросети всего 1 кВт.
Не менее впечатляющие результаты продемонстрировали тепловые насосы Cooper&Hunter в ходе тестирования финской компании “TM Rakennusmaailma”.
Принцип теплового насоса применяется давно, это и холодильники и кондиционеры, но только с появлением современных тепловых насосов “воздух-воздух” стало возможным экономичное отопление загородного дома без газа и других традиционных видов топлива.
Конструкция наружного блока теплового насоса “воздух-воздух”
Среди представленного сегодня на рынке оборудования для экономного отопления дома зимой, безусловными лидерами по энергоэффективности, надежности и отношению цены и качества являются тепловые насосы “воздух-воздух” Cooper&Hunter и Fujitsu.
Приняли решение купить тепловой насос “воздух-воздух”? Есть сомнения или нужна консультация – звоните или оставьте заявку на сайте, наши специалисты ответят на все интересующие вопросы.
Возврат к списку
Особенности отопления дома тепловым насосом воздух-воздух
Сразу отметим, что тепловые насосы бывают разными:
- Грунт-вода. Это геотермальное отопление , о котором уже писал портал Rmnt.ru, рассказав, как можно обустроить такую систему в своём доме.
- Вода-вода, когда для обогрева используются грунтовые воды.
- Воздух-вода, когда поступающий с улицы воздух нагревает теплоноситель.
- Воздух-воздух.
Вот именно о последнем варианте, как самом простом, доступном по цене, не требующем проведения земляных работ и бурения скважины, и поговорим.
Собственно говоря, тепловой насос воздух-воздух выглядит как обычный кондиционер , но несколько отличается от него характеристиками . Кондиционеры, как вы помните, тоже могут работать на обогрев, поэтому такое сравнение логично и правильно.
Работают тепловые насосы воздух-воздух по следующему принципу:
- Наружный блок, он же испаритель, втягивает в себя уличный воздух.
- Тепло из втянутого воздуха заставляет хладагент внутри буквально закипеть. Хладагентом чаще всего выступает фреон, который способен закипать даже при низких температурах. Хладагент превращается в газ и движется дальше по системе.
- Газ сильно сжимается компрессором, который есть в каждом тепловом насосе такого типа.
- Тепло от превратившегося в газ хладагента поступает во внутренний блок, конденсатор, и повышает температуру внутри помещения.
- Хладагент, который охладился и вновь вернулся в жидкое состояние, возвращается в наружный блок.
Процесс идёт непрерывно, воздух перемещается вентилятором внутри блока. Как и с обычным кондиционером, можно задать температуру, до которой нужно нагреть помещение.
Все, кто когда-либо использовали для обогрева дома обычный кондиционер, скорее всего, сталкивались с недостатками этого способа:
- Когда устройство работает на тепло, выделяется конденсат. Примерно раз в час включается режим оттаивания. С внешнего блока может вылиться от 300 до 1000 миллилитров воды. При монтаже наружного блока необходимо продумать дренаж этой воды.
- При работе на обогрев помещения внешний блок будет выделять холод. То есть при установке внешнего блока в подвале или на чердаке там будет «холодильник», и небольшое болотце, если не обеспечить дренаж воды.
- Кондиционер очень долго будет прогревать помещение, если температура в нём ниже 6–7 °C.
- Многие модели кондиционеров не могут работать на тепло, когда на улице ниже -5 °C. Только некоторые модели могут функционировать в таком режиме, если температура опустилась до -15 °C.
Соответственно, подавляющее большинство этих недостатков есть и у тепловых насосов воздух-воздух. Единственное, они могут работать, когда на улице -25…–30 °C.
Кроме того, работают тепловые насосы, как уверяют производители, в 2,5 раза эффективнее кондиционеров, быстрее прогревая помещения. Согласно отзывам домовладельцев, у тепловых насосов меньше уровень шума и электроэнергию они потребляют экономней.
Поэтому в плане отопления дома они всё же заметно лучше обычных кондиционеров. Летом тепловые насосы могут работать в качестве кондиционеров. Но стоят заметно дороже.
Констатируем: внешне и наружный, и внутренний блоки теплового насоса воздух-воздух практически неотличимы от обычного кондиционера, который тоже может работать на тепло.
Система, безусловно, дешевле и проще всех остальных тепловых насосов, однако постоянным и единственным источником тепла в доме служить не может! Чем ниже температура на улице, тем менее эффективно будет работать тепловой насос, нагревающий воздух.
В качестве дополнительного источника тепла, когда, например, ещё не включено центральное отопление в квартире, такой вариант вполне может быть использован. Или в загородном доме, куда семья приезжает периодически. Во всех других случаях требуется ещё один источник тепла, например, твёрдотопливный или газовый котёл .
Эффективность отопления дома тепловым насосом воздух-воздух
Насколько будет эффективным отопление дома тепловым насосом воздух-воздух в Московской области? Ответ на этот вопрос дается в этой статье.
Отопление дома
Насколько будет эффективным отопление дома тепловым насосом воздух-воздух в Московской области? Ответ на этот вопрос дается в этой статье.
В настоящее время на рынке отопительных систем появилось много нового оборудования, значительно превосходящего по своим характеристикам традиционные системы водяного отопления – в частности, тепловые насосы различных типов, которые по словам производителей дают КПД более 100% и позволяют серьезно сэкономить на отоплении.
При этом тепловые насосы разных видов сильно отличаются друг от друга по стоимости и трудоемкости монтажа.
Например, для грунтовых тепловых насосов требуется достаточно большая площадь для размещения труб и большой объем земляных работ, чтобы эти трубы закопать. Наиболее просты в установке тепловые насосы типа воздух-воздух (т.к.
по сути это обычные модернизированные кондиционеры). Но какова реальная, а не рекламная эффективность отопления дома тепловым насосом воздух-воздух?
В этой статье предпринята попытка сделать теоретический просчет экономии, которую можно получить в случае отопления дома тепловым насосом воздух-воздух по сравнению с системой отопления, построенной на основе обычных электрически нагревателей (конвекторы, электрические теплые полы, электрические водогрейные котлы и т.д.).
В качестве основы для оценочного расчета взят условный среднестатистический дом площадью 200.250 кв.м., расположенный в Московской области, с теплопотерями 10,5 кВт. и американский тепловой насос воздух-воздух мощностью 10,5 кВт (или 36 000 BTU).
Особенности отопления дома тепловым насосом воздух-воздух
Эффективность теплового насоса определяется его коэффициентом преобразования (COP) – этот коэффициент показывает, соотношение полученного тепла и затраченной на это электроэнергии. Умножив этот коэффициент на 100 можно получить КПД теплового насоса. Производители и продавцы тепловых насосов воздух-воздух заявляют об их высокой эффективности и экономичности, заявляя что их насосы обладают коэффициентом преобразования COP на уровне 3..4 – т.е. на каждый затраченный 1 кВт электроэнергии можно получить 3-4 кВт тепла. Так ли это в действительности? НЕТ!!! Указываемый производителем COP – это максимально возможное значение для строго определенных условий и наружных температур.
В действительности эффективность (и COP) тепловых насосов воздух-воздух сильно зависит от наружной температуры воздуха (вообще говоря, от разности температур внутри и снаружи дома, но внутреннюю температуру можно считать неизменной). И честные производители тепловых насосов воздух-воздух дают таблицы эффективности для разных наружных температур.
Рассмотрим для примера американский тепловой насос Lennox TSA036 мощностью 10,5 кВт. В инструкции на него дана таблица отдаваемой тепловой мощности и затраченной на это электроэнергии.
| Температура | +18°C | +7°C | -4°C | -7°C | -15°C | -26°C |
| Мощность нагрева, кВт | 11,5 | 8,9 | 6,0 | 5,2 | 4,4 | 2,2 |
| Потребление электричества, кВт | 2,34 | 2,18 | 2,03 | 1,96 | 1,83 | 1,36 |
| COP | 4,91 | 4,08 | 2,96 | 2,66 | 2,4 | 1,62 |
Из этой таблицы видно, что реальный COP снижается при понижении температуры на улице.
Кроме того, из этой таблицы следует и другой очень важный факт – при понижении температуры на улице количество тепла, которое можно получить от данного теплового насоса, также снижается! Причем весьма существенно – при температуре на улице -4°C от теплового насоса Lennox TSA036 можно получить уже всего только 6 кВт, при том что номинальная мощность у него – 10,5 кВт.
Более того, для любого теплового насоса воздух-воздух существует критическая отрицательная температура, при достижении которой он начинает интенсивно обмерзать. Для теплового насоса Lennox TSA036 это -7°C.
При более низких температурах необходимо устанавливать так называемый зимний комплект – набор обычных электрических нагревателей, которые будут размораживать тепловой насос.
Поскольку КПД этих обычных электрических нагревателей не может превышать 100%, то суммарное потребление электричества теплового насоса и дополнительных зимних нагревателей приблизится к тепловой мощности, которую можно получить от теплового насоса (как следует из таблицы, Lennox TSA036 при -7°C всего 5,2 кВт тепла, его собственное потребление 2,66 кВт плюс дополнительно несколько кВт потребляют зимние нагреватели).
- Указываемый производителем COP – это максимально возможное значение для строго определенных условий и наружных температур.
- Реальный COP (эффективность) теплового насоса воздух-воздух снижается при понижении температуры на улице.
- Количество тепла, которое можно получить от теплового насоса воздух-воздух, также снижается при понижении температуры на улице.
Таким образом, тепловые насосы воздух-воздух эффективны только при температурах, при которых они способны работать без зимнего комплекта, и при этом нужно обязательно принимать во внимание, что при пониженных температурах они дают тепла гораздо меньше, чем их заявленная номинальная мощность. В частности, для взятой модели Lennox TSA036 при температурах ниже -7°C нужно отключать тепловой насос и переходить на резервные нагреватели (электрические).
Так будет ли эффективно отапливать дом тепловым насосом воздух-воздух в Московской области, даст ли это экономию?
Эффективность отопления дома 200…250 кв.м. тепловым насосом воздух-воздух в Московской области
Теплопотери любого дома прямо пропорциональны разности внутренней и наружной температур. Расчетные (пусть и условные) теплопотери нашего дома делаются для наружной температуры -28°C (для Московской области) и внутренней температуры в доме +22°C – т.е. для разности температур в 50°C. Если снаружи дома будет теплее, чем -28°C, то и теплопотери дома будут уже не 10,5 кВт, а меньше.
Поскольку для теплового насоса производитель указывает несколько вполне определенных температур – +18°C, +7°C, -4°C, -7°C, -15°C, -26°C, то и мы сделаем перерасчет теплопотерь дома для каждой из этих температур.
| Температура на улице | +18°C | +7°C | -3,1°C | -4°C | -7°C | -15°C | -26°C | -28°C |
| Теплопотери дома, кВт | 0,84 | 3,15 | 5,27 | 5,46 | 6,09 | 7,77 | 10,08 | 10,5 |
Проанализируем уличные температуры в Московской области по трем отопительным периодам (октябрь-апрель) за 2018-2019, 2019-2020, 2020-2021 года. Для строгого расчета необходимо было бы разбить всю шкалу температур по каждому градусу, определить температуру каждый час для каждого дня с октября по апрель за 3 года.
Но для этого пришлось бы обработать десятки тысяч цифр. Поскольку данная статья не претендует на научную работу, то упростим задачу – расчет будем делать по минимальной ночной температуре для каждого дня. Определим несколько температурных периодов ночью – +18°C …+7°C, +7°C …(-4°C), (-4°C)…(-7°C), (-7°C)…(-28°C).
Статистические данные по температурам взяты с метеорологического сайта в Интернете.
| Количество дней | ||||
| Температура | +18°C…+7°C | +7°C…-4°C | -4°C…-7°C | -7°C…-28°C |
| Отопительный сезон 2018-2019 годов | ||||
| окт.2018 | 16 | 15 | ||
| ноябрь.2018 | 1 | 26 | 3 | |
| дек.2018 | 8 | 9 | 14 | |
| янв.2019 | 7 | 6 | 18 | |
| фев.2019 | 18 | 11 | ||
| март.2019 | 25 | 3 | 3 | |
| апр.2019 | 10 | 20 | ||
| Дней всего | 27 | 119 | 32 | 35 |
| Отопительный сезон 2019-2020 годов | ||||
| окт.2019 | 23 | 8 | ||
| ноябрь.2019 | 3 | 26 | 1 | |
| дек.2019 | 30 | 1 | ||
| янв.2020 | 28 | 3 | ||
| фев.2020 | 24 | 4 | ||
| март.2020 | 29 | 2 | ||
| апр.2020 | 1 | 28 | 1 | |
| Дней всего | 27 | 173 | 12 | |
| Отопительный сезон 2020-2021 годов | ||||
| окт.2020 | 21 | 10 | ||
| ноябрь.2020 | 3 | 25 | 1 | |
| дек.2020 | 9 | 22 | ||
| янв.2021 | 11 | 6 | 14 | |
| фев.2021 | 3 | 3 | 22 | |
| март.2021 | 14 | 8 | 9 | |
| апр.2021 | 8 | 22 | ||
| Дней всего | 33 | 94 | 40 | 45 |
Для Московской области длительность отопительного периода 213 дней. Среднезимняя температура -3,1°C (при которой теплопотери нашего условного дома составляют 5,27 кВт).
Это означает, что в среднем на обычное отопление электричеством нужно было бы тратить 5,27 кВт·ч 24 часа в день в течение 213 дней.
Или при обычном электрическом отоплении требовалось бы потратить за отопительный период 26 945 кВт·ч.
Для оценки затрат электричества в случае отопления дома тепловым насосом сведем данные по температурным периодам и дням в таблицу
| Температура | +18°C | +7°C | -4°C | -7°C | -15°C | -26°C |
| Мощность нагрева тепловым насосом, кВт | 11,5 | 8,9 | 6,0 | 5,2 | ||
| Потребление электричества тепловым насосом, кВт | 2,34 | 2,18 | 2,03 | 1,96 | ||
| Избыток тепла от теплового насоса, кВт | 11,5 | 5,75 | 0,54 | -0,89 | ||
| Необходимый догрев дополнительно к тепловому насосу, кВт | – | – | – | 0,89 | 10,5 | 10,5 |
| Длительность работы теплового насоса в течение часа | 0,35 | 0,91 | 1,0 | – | – | |
| Дней 2018-2019 г. | – | 27 | 119 | 32 | 35 | |
| Затраты электричества, кВт·ч | – | 494,42 | 5 275,89 | 2 184,96 | 8 820,00 | |
| Дней 2019-2020 г. | – | 27 | 173 | 12 | ||
| Затраты электричества, кВт·ч | – | 494,42 | 7 669,99 | 819,36 | 0,0 | |
| Дней 2020-2021 г. | – | 33 | 94 | 40 | 45 | |
| Затраты электричества, кВт·ч | – | 604,3 | 4 176,51 | 2 731,2 | 11 340,0 |
В таблице избыток тепла – это разность между выдаваемой тепловым насосом мощностью нагрева и теплопотерями дома при данной температуре. Положительный избыток тепла означает, что тепловой насос будет работать (и потреблять электричество) не весь час, а только часть часа. Т.е. нагреет дом до нужной температуры – отключится до тех пор, пока дом снова не охладится.
Предполагается, то при температуре ниже -7°C тепловой насос воздух-воздух будет отключен, а вместо него включится резервный электрический нагреватель на 10,5 кВт. При этом до -26°C резервный нагреватель будет работать не весь час, а только часть часа – потому что теплопотери дома при этих температурах не 10,5 кВт, а ниже – т.е. мощность электрического нагревателя будет избыточна.
Какие выводы можно сделать из этой таблицы? Как мы уже рассчитали выше, в случае обычного электрического отопления за отопительный период пришлось бы потратить 26 945 кВт·ч. В то время как при отоплении дома тепловым насосом воздух-воздух пришлось бы потратить:
- 16 775 кВт·ч за отопительный период 2018-2019 г. (экономия 10 070 кВт·ч или в 1,6 раза)
- 8 983 кВт·ч за отопительный период 2019-2020 г. (экономия 17 961 кВт·ч или в 2,99 раза)
- 18 843 кВт·ч за отопительный период 2020-2021 г. (экономия 8 102 кВт·ч или 1,42 раза)
В сезон 2019-2020 г. зимние температуры были достаточно высокие и наш условный дом можно было бы всю почти зиму отапливать только тепловым насосом (и чуть-чуть подключать дополнительный электрический нагреватель при температурах около -7°C, чтобы добрать недостающие 890 Вт, которые уже не мог дать тепловой насос). Экономия кВт·ч для этого сезона была максимальна.
Таким образам, можно сделать вывод, что эффективность отопления дома тепловым насосом воздух-воздух будет максимальной для регионов с мягкими зимами и температурами не ниже -7°C (для тепловых насосов Lennox серии TSA) – в этом случае затраты на отопление можно снизить почти в 3 раза. В среднем же для Московской области применение для отопления дома тепловых насосов воздух-воздух позволит снизить затраты на отопление в 1,5..2 раза.
В среднем для Московской области применение для отопления дома тепловых насосов воздух-воздух позволит снизить затраты на отопление в 1,5..2 раза.
Окупаемость тепловых насосов воздух-воздух в Московской области составляет 5..7 лет.
Подставив в полученные цифры свои тарифы на электроэнергию можно получить экономию в рублях от применения для отопления дома тепловых насосов воздух-воздух. В среднем для Московской области окупаемость тепловых насосов воздух-воздух составляет 5..7 лет. Кроме того, тепловой насос летом работает как кондиционер.
Для регионов с более низкими зимними температурами эффективность отопления дома тепловым насосом воздух-воздух будет соответственно ниже. Насколько – нужно считать для каждого конкретного случая.
Частично проблему низких температур можно решить при помощи тепловых насосов серии Zubadan – Mitsubishi Electric заявляет, что их эффективность не снижается до температур -15°C. Но чудес ожидать не стоит. Например, бытовые тепловые насосы Mitshubishi серии M, MXZ-3E54VA работают без дополнительного подогрева до -16°C.
Но при этой температуре их тепловая мощность падает на 62%. Т.е. если при температуре +8°C MXZ-3E54VA дает 7 кВт тепла, то при -16°C – только 2,66 кВт. COP при этом снижается с 4,08 до 3,04.
На тепловые насосы Lennox серии TPA сейчас существует акция – цена на них такая же, как на канальные кондиционеры серии TSA, т.е. вы можете купить себе тепловой насос воздух-воздух по цене обычного кондиционера.
Тепловой насос воздух-воздух для отопления дома – минусы и плюсы
Обновлено: 8 декабря 2020.
Тепловой насос воздух-воздух для отопления дома, с точки зрения простоты монтажа и стоимости оборудования – наиболее выгодный и удобный вариант.
Но такой вариант обогрева дома имеет свои особенности, плюсы и минусы. Если вы задумываетесь о покупке такого вида климатического оборудования, вам необходимо их знать. В этой публикации мы собрали все положительные и отрицательные характеристики воздушных тепловых насосов.
Что значит воздух-воздух?
Если кратко, то тепловой насос типа воздух-воздух отбирает тепло от воздуха на улице и передает его воздуху внутри помещения. Происходит это, как и у другого оборудования такого типа, за счет замкнутого цикла испарения и конденсации теплоносителя.
На практике это работает следующим образом – тепловой насос всасывает воздух из помещения, нагревает его и отдает обратно. Притока воздуха извне не происходит, разве что это не реализовано при проектировании системы вентиляции. Подробнее об этом читайте в статье Принцип работы теплового насоса воздух-воздух.
Насколько эффективен тепловой насос воздух-воздух для отопления дома?
КПД тепловых насосов и другого климатического оборудования называется COP (Coefficient of performance) и лежит в пределах от 1 и выше. При COP равном 1, на 1 кВт электрической энергии вы получите 1 кВт тепла, при COP = 2 – на 1 кВт электроэнергии – 2 кВт тепловой энергии и так далее.
Здесь показан COP двух моделей тепловых насосов (среднего класса) в зависимости от наружной температуры.
Стоит отметить, что у воздушного теплового насоса эффективность существенно зависит от температуры вне помещения. Она снижается ночью и в холодное время года, но максимальная летом и днем. Причем у каждой модели свои характеристики и показатели COP. У некоторых он снижается до 1 при -25, а некоторые перестают работать при -5 градусах.
Поэтому некоторые считают, что использовать тепловой насос воздух-воздух для отопления дома – нецелесообразно. Но это не всегда так.
Когда выгодно использовать ТН типа воздух-воздух?
Есть пять способов получить тепловую энергию для обогрева дома:
- Газ;
- Твердое топливо (уголь, дрова, пеллеты);
- Электроэнергия;
- Солнечные коллекторы;
- Тепловой насос.
Дороже всего обходится обогрев с помощью электричества, а дешевле всего – газом. Но не всегда есть доступ к энергоресурсам. Если дом газифицирован и цена на голубое топливо небольшая, то имеет смысл устанавливать газовый котел. Но при этом не стоит забывать, что использование любого топлива – это риск возгорания, отравления и т.д.
Если сравнивать обычные электрические конвекторы и тепловой насос для отопления частного дома, то первые выигрывают только в одном – дешевизне и простоте установки. Что касается потребления энергии – они никогда не дадут больше 1 кВт тепла на 1 кВт электроэнергии. Их имеет смысл использовать только тогда, когда нет другой альтернативы и нет средств для покупки и монтажа теплового насоса.
Эффективность воздушного теплового насоса зависит от разницы температур на улице и в доме. В определенный момент она может стать такой, что на 1 кВт затраченной электроэнергии он даст меньше 1 кВт тепла. Его энергоэффективность будет ниже, чем у конвекторов.
В отдельной публикации мы собрали отзывы реальных владельцев тепловых насосов воздух-воздух.
Плюсы тепловых насосов воздух-воздух
- Поставить такое оборудование не намного сложнее, чем подключить холодильник или кондиционер.
- Для установки не нужно прокладывать большой теплообменник в земле или воде.
- Тепловой насос воздух-воздух готов к работе сразу после подключения.
- Установка не требует регулярного обслуживания, в ней мало движущихся частей, поэтому у нее большой ресурс работы.
- Нет необходимости устраивать систему отопления.
- Низкая стоимость по сравнению с грунтовыми и водяными тепловыми насосами.
- Отсутствие бака-накопителя и других вспомогательных агрегатов.
Минусы тепловых насосов воздух-воздух
- Большая зависимость энергопотребления от температуры наружного воздуха.
- Нужен резервный источник тепла на случай сильных морозов.
- В сильные морозы наружный блок может обмерзать и потеруется чистить его ото льда.
- Зависимость от электричества – без питания тепловой насос воздух-воздух не будет работать.
Особенности установки и эксплуатации
Иногда внутренний блок ставят именно так — чтобы прогревать нижнюю часть помещения, а теплый воздух потом сам будет подниматься наверх.
Это оборудование мало чем отличается от кондиционера, как и по принципу монтажных работ. Как и в случае с другими климатическими системами ТН может быть с одним внутренним блоком или с несколькими (мультизональным).
Как и в случае с кондиционером, тепловому насосу нужно проводить периодическую профилактику, желательно один раз в год – чистить или менять фильтра, проверять наличие и давление теплоносителя в системе, соответствие режимам работы.
Как подобрать воздушный тепловой насос?
Чтобы поддерживать комфортную температуру в помещении зимой, необходим достаточный запас мощности теплового насоса. Не все модели показывают хорошую производительность при низких температурах. Есть такие, у которых коэффициент энергоэффективности выше 1 при -30 градусах, но их стоимость слишком высока.
Еще один момент – срок службы теплонасоса. Чем он мощнее, тем меньше нагрузок испытывает при нормальном режиме работы и тем выше его моторесурс. Стандартные тепловые насосы средней ценовой категории рассчитаны в среднем на 10 лет эксплуатации в штатном режиме. Более дешевые малоизвестных марок – от 5 до 7 лет, более дорогие, премиум класса – от 15 лет и выше.
При выборе воздушного теплового насоса стоит учесть, в какое время года вы будете его использовать и при каких температурах, сколько у вас уйдет электроэнергии на его работу и за какое время он окупится. Исходя из этого и выбирать модель. Как показывает практика, тепловой насос типа воздух-воздух выгоднее использовать в дополнение к основному отоплению, а не вместо его.
В этой статье мы рассказали про тепловые нассы для отопления типа воздух-воздух. Разобрали особенности их работы, плюсы и минусы. Надеемся, публикация была полезной. Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!
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...
