Теплонасос для частного дома

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 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.

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.

На заметку!

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

Внимание!

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)

На заметку!

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.

Владимир, 47 лет

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.

Александра, 39 лет

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.

Иван, 58 лет

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.

Тепловой насос на даче: выгоды и проблемы

Можно ли потратить 1 кВт⋅ч электроэнергии, а взамен получить 3-4 кВт⋅ч тепла для отопления и горячего водоснабжения загородного дома? И платить по счетчику только за 1 кВт⋅ч, беспечно обогревая площадь в 30-40 кв. м? Да! Современные технологии творят чудеса. Именно о такой новаторской системе получения теплой воды мы сегодня и поговорим.

Затратив на входе 1 кВт⋅ч, на выходе она действительно дарит вам в 3-4 раза больше тепла. Причем дарит в прямом смысле: казалось бы, ниоткуда, «из воздуха» появляется дополнительная энергия, которая материализуется в комфортном и теплом отдельно стоящем доме. В этом и есть главный плюс чуда техники под названием «теплонасосные системы», а сокращенно — «тепловые насосы».

Разумеется, за таким четырехкратным экономическим эффектом стоят и самые современные технологии, и серьезная наука. Поэтому не судите строго за вынужденную сухость и «технократичность» изложения.

Как это работает

Всезнающая «Википедия» определяет тепловой насос как устройство для переноса тепловой энергии от источника низкопотенциальной тепловой энергии (с низкой температурой) к потребителю (теплоносителю) с более высокой температурой.

По сути, тепловой насос аналогичен бытовому холодильнику, о сложной работе которого мы попросту не задумываемся. Только там основная цель — производство холода: испаритель забирает тепло из камеры холодильника, а конденсатор «сбрасывает» его в окружающую среду. В тепловом насосе картина строго обратная.

• испаритель,
• компрессор,
• конденсатор,
• расширительный клапан (дроссель).

1. Получая тепловую энергию грунта из первого контура, хладагент нагревается, вскипает и переходит из жидкого состояния в газообразное (испаряется).
2. Компрессор сжимает нагретый газообразный хладагент, при этом его температура повышается. Кстати, именно на работу компрессора в основном и уходит вся потребляемая из сети электроэнергия — тот самый условный 1 кВт⋅ч, о котором шла речь в начале статьи.
3. Из компрессора подогретый фреон попадает в конденсатор. Здесь он охлаждается, отдавая свое тепло в контур системы водяного отопления дома (третий контур).
4. Выходя из дросселя, фреон расширяется, его температура падает, в результате он переходит в жидкую фазу и возвращается в испаритель.
5. После этого рабочий цикл повторяется заново. Типичный бытовой холодильник, только работающий «в обратную сторону».

Типы тепловых насосных систем

Исследователи и конструкторы теплонасосных установок разработали несколько вариантов отбора тепла у природы: из грунта, из воды и даже из воздуха. Практический интерес для российских дачников представляет случай съема тепла из грунта — прямо из земли садового участка.

При этом тепловая энергия грунта отбирается теплоносителем (обычно это незамерзающая жидкость на основе пропиленгликоля или этиленгликоля) первого контура. Известны два типа грунтовых теплообменников: горизонтальный коллектор и геотермальный зонд.

Горизонтальный грунтовый коллектор

• потребной мощности насоса,
• грунта данного места (влажный — лучше),
• уровня солнечной радиации и т.д.

На площадке, под которой располагается коллектор, можно сажать кусты и деревья, устанавливать малые архитектурные формы (беседки, перголы и арки, садовые скульптуры, стационарные садовые светильники и т.д.). Но какая-либо серьезная застройка там запрещена. Такой запрет позволяет тепловым «запасам» грунта, остывшего за зиму, восстанавливаться естественным путем. А это происходит в том числе за счет летних дождей. Поэтому ничто не должно препятствовать проникновению влаги в почву. Так что «энергетическое поле» вашего участка будет представлять собой только садово-огородный ландшафт, даже без теплиц.

Вертикальный коллектор, или геотермальный зонд

Вертикальный коллектор — другой тип грунтового теплообменника. Он представляет собой вертикальную скважину глубиной 30-100 м (иногда и более), в которой размещается U-образный или коаксиальный (труба в трубе) теплообменник.

У него есть и другое название — геотермальный зонд.

Важнейшее преимущество вертикальных грунтовых теплообменников — в том, что для их устройства требуется минимальная площадь.

Два примера применения тепловых насосов

1. Один из лучших примеров на территории России — «Активный дом» под Москвой. Он сооружен в 2011 году и стал поистине символическим объектом в области энергоэффективности дачного строительства.

В нем установлен тепловой насос, использующий 33% раствор этиленгликоля, который циркулирует в коллекторах охлаждения скважного исполнения. Для их производства на придомовом участке в шахматном порядке пробурили 8 скважин глубиной до 30 м.

В этом примере есть один очень важный, можно сказать решающий параметр: здесь четко определен радиус действия скважного модуля в 6 м. То есть одна скважина должна отстоять от другой не менее, чем на 12 м.

Главное достоинство установки — пресловутый расход 1 кВт⋅ч поступающей извне мощности для получения 3-4 кВт⋅ч тепловой энергии.

Серьезный недостаток таких теплообменников — немалая стоимость буровых работ, приближающаяся к цене импортного оборудования.

Тем не менее, в Московской области большинство установок приходится на долю тепловых насосных систем именно с вертикальными грунтовыми теплообменниками.

На видео ниже вы можете посмотреть, как вообще происходит бурение скважин и закладка в них геотермальных зондов:

2. Еще один пример, на этот раз из Набережных Челнов. Компания Rockwool построила там энергоэффективный дом Natural Balance общей площадью 186 кв. м.

Отопление и горячее водоснабжение в этом доме обеспечивает тепловой насос. На приусадебном участке пробурили десять скважин глубиной по 35 м, в которые опустили теплообменники.

Трубы, соединяющие зонды с тепловым насосом, расположены на глубине более 1 м, поэтому площадка со скважинами используется как обычный садовый участок с плодовыми деревьями, огородом, цветниками, садовыми скамейками и прочими атрибутами современного загородного дома.

Велика ли эффективность теплового насоса?

Уровень эффективности теплового насоса определяется коэффициентом преобразования (коэффициентом мощности), который показывает отношение полученной тепловой энергии к количеству электрической энергии, затраченной на работу компрессора. В любое время года для тепловых насосов «грунт-вода» величина коэффициента составляет около 4. Это означает, что при потреблении 2 кВт∙ч электрической энергии установка производит 8 кВт∙ч тепловой энергии.

Я выбрал для примера скромные 2 кВт∙ч, потому что это тот минимум, который может получить одно домохозяйство в обычном садоводческом товариществе в регионе с ограниченным энергопотреблением. А мощности в 8 кВт∙ч тепловой энергии достаточно, чтобы отопить грамотно утепленный дом площадью до 100 кв. м и более.

Второе назначение

Тепловые насосы могут работать не только в режиме отопления, но и в режиме кондиционирования всех комнат. То есть если собрать гидравлическую развязку в котельной, обычный тепловой насос можно использовать и для охлаждения. У передовых котловых компаний уже есть модели тепловых насосов, которые легко переходят с одного режима на другой. Оба эти варианта не отличаются сложностью и не требуют больших вложений.

Читателям, которым в целом понравилась идея тепловых насосов, надо помнить, что традиционные отопительные радиаторы не пригодны для охлаждения воздуха, а «теплые» полы превращаются в «ледяные». Поэтому эффективное совмещение функций отопления и охлаждения возможно только при использовании воздушных систем отопления/кондиционирования. Этот вариант распространен в США, где тепловой насос большую часть года работает именно в режиме охлаждения.

Стоит ли устанавливать тепловой насос у себя на даче?

Расходы на эксплуатацию теплонасосных и традиционных газовых систем отопления примерно одинаковы. Поэтому при наличии магистрального газа разумнее использовать привычное газовое отопление, чем платить сотни тысяч рублей за тепловой насос и его обустройство. Для примера можно привести цену теплового насоса мощностью 6 кВт производства компании Viessmann – 756 тыс. рублей.

Схожие по мощности аппараты отечественного производства с импортными комплектующими обойдутся уже на 200 тыс. руб. дешевле. Хотя учитывая легендарно заоблачные цены на подключение магистрального газа, теплонасосная система может стать экономически оправданной.

• не требует пожароопасных емкостей с топливом, нуждающихся в периодической заправке, не говоря уже об отсутствии неприятных запахов и естественных выбросов продуктов сгорания;
• окупается приблизительно через 7-10 лет. Хотя сейчас этот срок стал заложником курса российской валюты.

Европейские стандарты экономии

Европейский лидер по использованию тепловых насосов — Швеция, где в новых домах около 95% систем отопления основано на этой технологии.

За шведами с некоторым отставанием идут финны и немцы. Их энергетическая политика направлена на сокращение энергозависимости от стран с богатыми ресурсами. И тепловые насосы — лишь часть этой обширной программы. В ее рамках в большинстве стран ЕС успешно внедрены системы поддержки производителей энергии из возобновляемых источников. Так, сегодня у пользователей тепловых насосов есть привилегия — льготный тариф на энергию, которая тратится на работу таких аппаратов.

В Финляндии частному застройщику возвращается 20% от стоимости оборудования и 40% (в форме налоговых вычетов) — от суммы затрат на монтаж оборудования (до 2012 года было 60%).

В России судьба тепловых насосов не столь безоблачна. Гуманные цены на газ и отсутствие реальной заинтересованности в энергосбережении не позволяют рассчитывать на скорое развитие возобновляемых источников энергии. Однако интерес реальных потребителей к этой теме растет с каждым годом. И это легко объяснимо, ведь во многих случаях использование тепловых насосов становится практически единственной возможностью создать современную и экономичную систему отопления в загородном доме.

Виды тепловых насосов для отопления дома

Западные страны уже давно перешли на тепловые насосы во всех сферах жизни, обогнав тем самым Россию. Туда им и дорога. У них уже долгие годы доступны в продаже насосы, тогда как в России данная технология появилась пару лет назад. Особенности работы заключается в трансформации появившейся энергии при помощи земных вод, земли и воздуха.

Бытовой теплонасос

Вначале стоит разобрать, что же такое теплонасос. Тепловым насосом называется система, которая используется для переноса тепловой энергии от одного источника к другому, при этом температура последнего заметно возрастает. Это является альтернативой всем другим источникам добычи энергии. Тепловые насосы помогают очень дешево получить тепловую энергию, не затронув окружающую среду.

Бытовой теплонасос работает по свойству, что тело, которое обладает температурой, выше или равной абсолютному нулю, несет в себе запасы энергии тепла. Запас можно легко подсчитать, если знать массу и теплоемкость тела.

И, если в этом ракурсе вернуться к морям, океанам, любым водам, которые обладают сумасшедшей массой, то можно понять очевиднейшую вещь, они содержат в себе великие запасы энергии тепла, которые можно начать использовать, не нанося ущерб окружающей среде.

Однако просто так забрать энергию не получиться, вначале нужно понизить ее температуру.

Виды тепловых насосов

Тепловые насосы разделяются на несколько видов. Первый вид (тип) в классификации по способу передачи тепловой энергии:

Компрессионный. Основными установочными элементами являются – компрессора, конденсаторы, расширители и испарители. Данный вид насосов очень качественный и эффективный, что обуславливает то, что он пользуется большой популярностью на рынке.

Абсорбционный. Новейшее поколение теплонасосов. Они используют в своей работе абсорбент-хладон. Благодаря этому, качество работы повышается в несколько раз.

Можно выделить виды тепловых насосов по источникам тепла, а именно:

• Энергия тепла созидается грунтом (на фото);
• Водой;
• Потоками воздуха
• Повторное тепло. Добывают из стоков воды, грязного воздуха или канализационных стоков.

По типам входных—выходных контуров:

• air-to-air. Насос берёт холодный воздух, опускает его температуру, получает требуемое тепло, которое передает туда, где требуется отопление.
• water-to-water. Насос берёт тепло грунтовой воды, которое отдает воде для обогрева помещения.
• water-to-air. Из воды в воздух. Характерно использование зондов и скважины для воды, а отопление происходит через систему воздушного отопления.
• air-to-water. Из воздуха в воду. Насосы этого типа используют тепло из атмосферы для отопления водой.
• soil-water. В этом виде, тепло берут из труб с водой, уложенных в землю. Забирается тепло с земли (грунта).
• ice-water. Интересный вид тепловых насосов. Чтобы нагреть воду для отопления помещения используется прием получения льда, при котором освобождается колоссальная тепловая энергия. Если заморозить до 200 литров воды, то можно получить энергию, способную обогреть средних размеров в течение минут 40-60.

Эффективность тепловых насосов для отопления

Чтобы разобраться в вопросе, эффективен ли тепловой насос, нужно рассчитать, сколько энергии он дает и сколько забирает.

Чтобы быть эффективным, он давать должен больше, чем забирать. Такое соотношение принято называть коэффициент преобразования.

Он меняется, если меняется разность температур входных и выходных контуров. Если снаружи температура будет опускаться, то насос будет становиться менее эффективным. Разные виды тепловых насосов получают разный коэффициент преобразования, который может быть в пределе от одного до пяти. Чтобы точно понять и выставить оценку нужно знать параметры эффективности за год.

Высчитать, эффективен ли конкретный насос очень сложно, ведь есть зависимость от большого количества переменных. А получить такую формулу, чтоб было возможно применять во всех случаях, нереально.

Именно из-за этого любой случай должен быть осмотрен специалистами в этой области, которые смогут решить поставленную задачу и выход из ситуации.

Где применяют

Применение тепловых насосов вызвано желанием сэкономить деньги, так как другие варианты обходятся очень дорого.

Они все больше и больше приобретают известность и популярность, как в домашних условиях, так и в промышленных, и это связано со следующими факторами:

• ТН экономны. Тратят порядка 0,2-0,3 кВтчас, тогда как приносят порядка 1 кВтчас.
• Удобны в использовании.
• Возможно переключение между зимними и летними режимами.
• Размеры компактны, быстро и легко устанавливается и работает без шума, что дает ему сто очков форы для людей, живущих в собственных домах.

Европейская ассоциация по тепловым насосам предоставила свои данные, по которым видно, что еще несколько лет назад основной источник сбыта был во французских землях. Но за последние годы производство стало расширяться, нужны были новые рынки для сбыта товара, и он начал поставляться в Англию, Испанию и часть Европы. По прогнозам, до 2023 года все развитые страны начнут на постоянной основе использовать насосы. Удачи им.

Недостаток ТН

Единственное отрицательное свойство заключается в том, что они нагревают воду не сильно. Обычно температура достигает порядка 50-60 градусов по Цельсию.

Цена тепловых насосов

Есть мнение, и оно очень спорное, что вариант отопления с тепловым насосом, намного дешевле и выгоднее газового отопления. Для того чтобы заработало газовое отопление необходимо получить кучу документов, дающих на это добро, это без учета установки котла, дымохода и вентиляции. Это всё, на сегодня, влетит в большую копеечку.

Установив тепловой насос, вы избавитесь от данных проблем и существенно потратитесь. К примеру, вы имеете дом в Подмосковье, и, чтобы установить газовое отопление, необходимо потратить около 20 тысяч долларов, и то, это при условии, что вы находитесь в пределах одного км от трубы, так как в ином случаи цена вырастет в разы.

Теперь возьмем для примера тепловой насос. Его полная установка обойдется вам в 15 тысяч долларов, и до 3 недель ожидания пока вам его привезут и установят. Согласитесь, на бумаге выходит значительно дешевле и быстрее.

Однако никто не отменял проблемы с разрешением на глубинное бурение, необходимость больших площадей для геотермального насоса. Проблем для тепловых насосов в России будет масса и о них в следующей статье.

Вывод

В статье я показал, виды тепловых насосов, которые можно использовать для отопления дома. Если внимательно читали всё, что было описано выше, то можете прийти к выводу, что тепловой насос — это эффективный и дешевый способ держать отопление и водоснабжение в доме. Однако моё мнение, что в России у всех должно быть доступное, дешёвое газовое отопление, без «европейских эко заморочек» добывать тепло из говна.

Тепловые насосы

Тепловые насосы для дома появились на Российском рынке относительно недавно, но уже успели завоевать к себе большой интерес. Уникальность тепловых насосов в том, что они умеют извлекать тепловую энергию из природных ресурсов (воздух, вода, земля) и с высоким COP передавать ее на отопление и горячее водоснабжение, а некоторые модели могут еще работать на охлаждение в летние месяцы. Купить тепловой насос для дома сейчас – это безопасность, удобство, комфорт минимум на 15 в перед.

SILA AM 4,2-SS Тепловой насос для бассейна

Мощность ТН 4,2 кВт
Объем бассейна 15 м3
Площадь бассейна 10 м2
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок
Гарантия 2 года

SILA AM 5,5-SS Тепловой насос для бассейна

Мощность ТН 5,5 кВт
Объем бассейна 20 м3
Площадь бассейна 14 м2
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок
Гарантия 2 года

SILA AS 8,2 S-EVI тепловой насос

Мощность ТН 8,2 кВт
Площадь помещения 50-100 м2
Режимы работы Отопление / ГВС
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Сплит-система

SILA AM 9,5 I (HC) инверторный тепловой насос

Мощность ТН 9,5 кВт
Площадь помещения 75-120 м2
Режимы Отопление / ГВС / Охлаждение
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок

SILA AM 12,5 I (HC) инверторный тепловой насос

Мощность ТН 12,5 кВт
Площадь помещения 90-140 м2
Режимы Отопление / ГВС / Охлаждение
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок

SILA AS 9,6 I-EVI инверторный тепловой насос

Мощность ТН 9,6 кВт
Площадь помещения 75-120 м2
Режимы Отопление / ГВС / Охлаждение
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Сплит-система

SILA AM 16,6 I (HC) 3/3 инверторный тепловой насос

Мощность ТН 16,6 кВт
Площадь помещения 130-230 м2
Режимы Отопление / ГВС / Охлаждение
Кол-во фаз Трехфазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок

SILA AM 18,6 I (HC) 3/3 инверторный тепловой насос

Мощность ТН 18,6 кВт
Площадь помещения 150-250 м2
Режимы Отопление / ГВС / Охлаждение
Кол-во фаз Трехфазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок

SILA AM 26 I (HC) 3/3 инверторный тепловой насос

Мощность ТН 26 кВт
Площадь помещения 220-320 м2
Режимы Отопление / ГВС / Охлаждение
Кол-во фаз Трехфазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок

SILA AS 18,8I-EVI инверторный тепловой насос

Мощность ТН 18,8 кВт
Площадь помещения 150-250 м2
Режимы Отопление / ГВС / Охлаждение
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Сплит-система

SILA AM 8,2-SS Тепловой насос для бассейна

Мощность ТН 8,2 кВт
Объем бассейна 30 м3
Площадь бассейна 20 м2
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок
Гарантия 2 года

SILA AM 9,5-SS Тепловой насос для бассейна

Мощность ТН 9,5 кВт
Объем бассейна 35 м3
Площадь бассейна 25 м2
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок
Гарантия 2 года

SILA AM 15-SS Тепловой насос для бассейна

Мощность ТН 15 кВт
Объем бассейна 50 м3
Площадь бассейна 35 м3
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок
Гарантия 2 года

SILA AM 18,5-SS Тепловой насос для бассейна

Мощность ТН 18,5 кВт
Объем бассейна 60 м3
Площадь бассейна 40 м2
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок
Гарантия 2 года

SILA AM 16,5 I (HC) инверторный тепловой насос

Мощность ТН 16,5 кВт
Площадь помещения 130-230 м2
Режимы Отопление / ГВС / Охлаждение
Кол-во фаз Однофазный
Тип Воздух-Вода
Вид ТН Моноблок

Тепловые насосы появились относительно недавно на рынке, но уже с успехом находят свое применение в системах отопления, горячего водоснабжения и охлаждения загородных домов, частных домовладений. Купить тепловой насос в интернет магазине можно не выходя из дома, главное подобрать нужную модель по мощности и коэффициенту COP. Благодаря новым разработкам тепловые насосы для отопления дома, становятся все дешевле, а значит доступнее и уже все больше людей стали предпочитать эту альтернативную энергетику, взамен традиционных систем отопления.

Тепловые насосы используют тепловую энергию земли, воды или воздуха и направляют ее на отопление дома, дачи или офиса, при этом не тратя электричество на ее производство, все что он потребляет так это только на транспортировку этого тепла в дом. Поэтому и получаются такие большие коэффициенты преобразования от 4, другими словами что бы произвести 4 киловатта тепловой энергии, он потребляет 1 кВт электрической.

Мифы о тепловых насосах и почему это неправда

Ежегодно в Европе производят и устанавливают сотни тысяч тепловых насосов (ТН), в отдельные годы объемы доходили до миллиона. В России же эта цифра составляет всего около 500 единиц. Удивительно, но технология, которая получила признание и распространение по всему миру, пока воспринимается в нашей стране как дорогая нефункциональная экзотика, обросшая мифами и легендами. Самые распространенные из них рассмотрим ниже.

Миф № 1 Тепловой насос можно собрать самостоятельно, нет смысла его покупать и переплачивать за бренд

Факты. Механизм действия ТН действительно прост – они работают по принципу холодильника, только наоборот. Этот привычный всем агрегат, который есть на любой кухне, забирает лишнее тепло из продуктов и выводит его через заднюю стенку, которая всегда остается горячей. Действие и насосов, и холодильников основано на законах физики, которые гласят, что запасом тепловой энергии обладает любое тело с температурой выше нуля. Если охладить это тело, освобождается определенное количество энергии, которое можно «забрать». Например, при охлаждении пяти литров воды с 10 до 0 °С выделится 1,9 МДж тепловой энергии. Но холодильник «выбрасывает» это тепло в никуда, а насос отдает в систему отопления.

«В основе конструкции любого теплового насоса лежат теплообменники, компрессор, испаритель и расширительный клапан – это и породило миф о том, что данное оборудование можно собрать своими руками, просто соединив указанные элементы. Результат закономерно оказывается “не очень”, агрегаты или не работают, или работают крайне плохо, – поясняет Сергей Соловьев, специалист компании Viessmann, лидера инноваций в области отопления. – На самом деле тепловой насос – это сложная инженерная система, оснащенная автоматикой, контроллерами, защитами. Такие насосы будут служить по 20–25 лет, не требуя никакого особенного ухода и расходов на обслуживание».

Миф № 2 Покупка и установка теплового насоса обойдется в шесть – восемь раз дороже, чем отопительный котел и подключение к магистральному газопроводу

Факты. Подключение к магистральному газу далеко не всегда предпочтительный и бюджетный вариант. Удаленность от магистрали более чем на 200 метров делает это мероприятие «золотым», так как стоимость прокладки газовой трубы от дома до точки врезки в газопровод колеблется от двух до пяти тысяч рублей за метр в зависимости от региона. Таким образом, подключение к магистральному газу для Московской области с учетом прокладки труб, проектирования и врезки может начинаться от 400 до 700 тысяч рублей, для Нижнего Новгорода – от 150 до 200 тысяч.

При невозможности использовать магистральный газ домовладелец обычно встает перед выбором: электрокотел за 120 тысяч рублей или тепловой насос? Но ведь насосы – дорого, от полумиллиона…

На самом деле довольно больших капитальных затрат на этапе покупки и монтажа требуют только геотермальные насосы. Те, что используют в качестве источника тепловой энергии грунт или грунтовые воды. Это связано с особенностями технологии: для их установки необходимы либо проектирование и укладка горизонтального коллектора, либо проведение буровых работ, если предусмотрены вертикальные зонды. Например, чтобы обеспечить теплом коттедж площадью 200 м² с помощью геотермального насоса, потребуется уложить коллектор на участке площадью четыре – шесть соток. Или пробурить три скважины для зондов на расстоянии пять-шесть метров друг от друга (по 80 метров глубиной каждую).

При установке теплового насоса затраты будут гораздо ниже за счет отсутствия дорогостоящих земляных работ. Например, модель Vitocal 100 S производителя устанавливается так: наружный блок располагается на внешней стене здания или на прилегающей территории, внутренний – в подвале или подсобке дома. Система в заводской комплектации уже оснащена всеми необходимыми компонентами: трехходовым переключающим клапаном, циркуляционным насосом, расширительным баком, контроллером теплового насоса. Стоимость таких насосов – от 280 тысяч рублей.

Миф № 3 Энергоэффективность тепловых насосов сильно преувеличена, они не окупаются

Факты. Тепловой насос, равно как и электрокотел, работает от электричества. Но в несколько раз эффективнее. Во сколько именно – зависит от коэффициента преобразования каждого конкретного теплового насоса, то есть от отношения полученного тепла к количеству электроэнергии, затраченной на работу компрессора насоса. И если котел выдает столько же тепла, сколько потребляет электричества, то тепловой насос «съедает» в три – шесть раз меньше. Например, для выработки 8 кВт/ч тепловой энергии геотермальной установке потребуется всего 2 кВт/ч электричества – ее коэффициент преобразования равен 4–4,5. В воздушных насосах в среднем за год – около 3.

Для полного развенчания мифа о низкой энергоэффективности тепловых насосов достаточно провести схематичный расчет.

Возьмем для примера дом площадью 150 м² в Подмосковье. Чтобы обеспечивать его теплом в течение семи месяцев отопительного сезона, электрокотлу потребуется около 37 800 кВт/час энергии. Тепловой насос с коэффициентом преобразования 4 потребит 9450 кВт/час. Тариф на электроэнергию в Московской области составляет 3,77 рубля за киловатт-час. Выходит, что отопительный сезон владельцу электрокотла обойдется в 142,5 тысячи рублей, а владельцу теплового насоса – в 36,6 тысячи.

Таким образом, если для обогрева дома используются воздушные ТН, то они окупятся буквально за 2–3 года. Геотермальные установки, начальными капитальными вложениями в которые всех активно пугают, окупаютсяi на десятый год использования.

Миф № 4 Тепловые насосы работают только при плюсовой температуре

Факты. В Швеции, где не менее суровая зима, чем в России, ТН установлены в каждом втором жилом доме. В соседней с ней Финляндии дома обогревают более 800 тысяч тепловых насосов, которые производят до 7 ТВт-ч возобновляемой энергии в год. Как – если они не работают при минусовых температурах?

«Это популярное заблуждение, – рассказывает Сергей Соловьев, Viessmann. – Связано с незнанием того факта, что в любой местности грунт имеет точку промерзания, после которой его температура всегда будет положительной. Даже в Архангельске в январе. Именно поэтому коллекторы грунтовых ТН укладываются ниже точки промерзания, на глубину 1,5–2 метра, там всегда “плюс”. Что касается воздушных тепловых насосов, то они могут работать при отрицательных температурах воздуха. Например, мы специально адаптировали систему Vitocal 100 S для эксплуатации в России, встроив подогреватель в поддон наружного блока. Он предотвращает замерзание конденсата зимой, и благодаря этому систему можно использовать при температуре до – 20 °C».

Чтобы правильно выбрать тепловой насос, нужно учитывать особенности каждой системы. Коэффициент эффективности грунтовых ТН в любое время года будет 4,5–5. У воздушных установок этот показатель снижается вместе с температурой на улице. При нуле эффективность системы «воздух – вода» – около 3,5, а при –20 °С COP равен 1,5–1,9. Следовательно, для южных регионов больше подойдут воздушные установки, а для суровой зимы – геотермальные системы.

Миф № 5 Тепловые насосы наносят ущерб экологии

Факты. Неправильно спроектированный коллектор геотермального насоса может привести к перемораживанию грунта – это, пожалуй, все, чем способно навредить природе использование ТН. И дело даже не в самом насосе, а в ошибках проектирования и монтажа, которых можно избежать, обращаясь в проверенные организации.

Что касается всего остального, то не зря тепловые насосы признаны одной из самых экологичных технологий. Например, в Европе, где политика сохранения невозобновляемых ресурсов стоит во главе угла, на государственном уровне стимулируют внедрение тепловых насосов. При работе этих систем в атмосферу не выбрасываются вредные окислы, а на почву не оседают вредные кислоты и бензольные соединения. Безопасны ТН и для человека, так как конструктивно не содержат никаких элементов, которые могут перегреться или взорваться, не требует дозаправок и пожароопасных резервуаров с запасами топлива. По уровню безопасности тепловые насосы считаются эквивалентными обычной домашней бытовой технике типа стиральных машин и холодильников.

Основными факторами, которые сдерживают популярность тепловых насосов в России, специалисты называют дефицит объективной информации об этих системах, относительно небольшую стоимость газа и отсутствие государственных программ по стимулированию внедрения энергоэффективного оборудования. Однако в условиях постоянного роста тарифов и повышения экологической грамотности потребитель все внимательнее присматривается к тепловым насосам, обеспечивающим полную автономию от центральных систем отопления и возможность более экономно расходовать средства на содержание дома.

—
i COP (coefficient of performance) – коэффициент преобразования, показывающий, во сколько раз больше тепловой насос выдает энергии относительно затраченной. Согласно стандарту 14511, при определении COP учитывается вся электроэнергия, потребляемая тепловым насосом: компрессором, контроллером, вентилятором (в случае воздушных тепловых насосов), а также энергия на преодоление гидравлического сопротивления теплообменников и выходная тепловая мощность. Показатель СОР геотермальных насосов обычно 4,5–5, в воздушных он зависит от температуры наружного воздуха.