Тепловые насосы

• Функции тепловых насосов
• Как работает устройство
• Примеры ситуаций, когда тепловой насос противопоказан
• Примеры ситуаций, когда использование тепловых насосов является целесообразным
• Преимущества тепловых насосов
• Тепловые насосы со встроенным ТЭНом
• Советы и рекомендации

Отправьте быструю заявку

Тепловые насосы – это устройства, предназначенные для поддержания комфортной температуры в помещениях. 
Подробнее: https://karno.ua/kotlys/teplovye-nasosy-osobennosti-razlichnykh-tipov/

По принципу работы тепловой насос можно сравнить с холодильником. В обоих приборах имеются схожие узлы - испаритель, компрессор, конденсатор, дроссель и контур с теплоносителем (фреоном). Но в отличие от холодильника, у теплового насоса испаритель обычно имеет термическую связь с внешним низкотемпературным контуром, который заполнен жидкостью-теплоносителем (назовём его первичным), а конденсатор - с отопительной системой.

"ИНТЕХ-Климат" готова реализовать профессиональные решения по климатическому и другому инженерному оборудованию. Выполним полный цикл работ "под ключ": проектирование, подбор, поставка, монтаж и обслуживание.

Звоните сейчас: +7 (495) 146-65-64. Отправьте заявку

Типы тепловых насосов

По виду передачи энергии тепловые насосы бывают двух типов:

• Компрессионные. Основные элементы установки – это компрессор, конденсатор, расширитель и испаритель. Используется цикл сжимания-расширения теплоносителя с выделением тепла. Этот тип тепловых насосов прост, высокоэффективен и наиболее популярен.
• Абсорбционные. Это теплонасосы нового поколения, использующие в качестве рабочего тела пару абсорбент-хладон. Применение абсорбента повышает эффективность работы теплового насоса.

По источнику тепла выделяют тепловые насосы:

• Геотермальные. Тепловая энергия берется из грунта или воды.
• Воздушные. Тепло извлекается из атмосферы.
• Использующие вторичное тепло. В качестве источника тепла используются воздух, вода, канализационные стоки.

По виду теплоносителя входного/выходного контура:

• Тепловые насосы «воздух-воздух». Этот вид тепловых насосов забирает тепло у более холодного воздуха, еще больше понижая его температуру, и отдает его в отапливаемое помещение.
• Тепловые насосы «вода-вода». Используется тепло грунтовых вод, которое передается воде для отопления и горячего водоснабжения.
• Тепловые насосы «вода-воздух». Используются зонды или скважины для воды и воздушная система отопления.
• Тепловые насосы «воздух-вода». Атмосферное тепло используется для водяного отопления.
• Тепловые насосы «грунт-вода». Трубы прокладываются под землей, и по ним циркулирует вода, забирающая тепло из грунта.
• Тепловые насосы «лед-вода». Для нагревания воды в системе отопления и горячего водоснабжения используется тепловая энергия, которая высвобождается при получении льда. Замораживание 100-200 л воды способно обеспечить обогрев среднего дома в течение часа.

Функции тепловых насосов

Исходя из названия «тепловой насос», можем догадаться, что основное назначение данного оборудования – это производство тепловой энергии. В зависимости от конструкции и типа, тепловые насосы имеют такие основные функции:

• Отопление
• Кондиционирование
• Нагрев бойлера ГВС

И дополнительные опции:

• Самодиагностика, сигнализация о неисправностях
• Удаленное управление

Как работает устройство

Жидкость циркулирует по низкотемпературному контуру по трубе, проложенной в среде, которая выступает 8 роли источника тепла. Подобной средой могут стать почвенный фунт, геотермические зонды в вертикальных или наклонных скважинах, вода в ближайшем водоёме или атмосферный воздух. В процессе прохождения по контуру теплоноситель приобретает такую же температуру, как и источник тепла.

Затем он поступает на теплообменник испарителя, где в свою очередь нагревает до кипения жидкий фреон, находящийся во вторичном контуре (температура кипения фреона в зависимости от его состава достигает -15.. .-20 °С и ниже). Газообразный фреон переходит в компрессор, в котором при сжатии нагревается до 55-75 °С Далее он попадает во второй теплообменник-конденсатор, где нагретый газ отдает тепло жидкости-теплоносителю из системы отопления. Затем жидкость поступает в батареи, систему тёплого пола или на теплообменник системы поверхностного отопления.

Принципиальная схема теплового насоса: 1— источник тепла; 2а, 2б — теплоносители; 3 — испаритель; 4 —компрессор; 5 — конденсатор

Тепловой насос способен выдавать воду, нагретую максимум до 65 °С, поэтому с ним в комплекте часто используются низкотемпературные системы отопления и теплоаккумуляторы. Для горячего водоснабжения обычно достаточно температуры 65 °С. но если нужна вода с более высокой температурой (например, для санитарной внутренней обработки теплобака), то потребуется дополнительный нагрев (скажем, с помощью ТЭНа).

Такой "круговорот тепла" выглядит весьма замысловато, но зато очень выгоден из-за высокой энергоэффективности процесса. Если сравнить электрический нагреватель и тепловой насос, то окажется, что эффективность нагрева у последнего в 3-4 раза выше. Каждый киловатт электроэнергии, затраченной тепловым насосом на перекачку и сжатие фреона, на выходе превращается в 3-А кВт тепловой энергии.

Варианты устройства первичного контура в грунте: горизонтальное залегание (а); вертикальное (скважинное) залегание(б)

Сейчас российские нормы требуют утеплять дома из расчёта 60 Вт на 1 мг, а в перспективе - 30 Вт на 1 мг. Следовательно, для отопления современного дома площадью 100 мг необходим тепловой насос расходующий примерно 1,5 кВт электроэнергии в час. Устройство, потребляющее меньше электричества, чем обычный утюг, способно обогреть целый дом!

Почему же при такой экономичности тепловые насосы не используются повсеместно? Дело в том, что их обустройство обходится достаточно дорого. По данным российских компаний-дистрибьюторов, "средний чек" на первую половину 2014 г. составляет 1 -1,2 млн руб. Примерно 50 % от этой суммы придётся потратить на монтажные работы, прежде всего на прокладку первичного контура (если в качестве источника тепла используется грунт).

Примеры ситуаций, когда тепловой насос противопоказан

1. У вас дачный участок и дом подключен к единому счетчику дачного кооператива. В таком случае вы покупаете дорогую электроэнергию, что негативно влияет на срок окупаемости. Также на дачных участках нередки проблемы с надежностью электроснабжения, что влияет на надежность и долговечность вашей системы отопления с тепловым насосом.
2. У вас дом, где вы живете редко. Редкое использование теплового насоса также негативно влияет на срок окупаемости.
3. Ваш дом большой площади, при этом отсутствует резерв (или высока цена) подведенной электрической мощности.

Примеры ситуаций, когда использование тепловых насосов является целесообразным

1. Вы строите новый дом, ваш выбор стоит между тепловым насосом и газовым котлом. В данном случае решающим фактором в пользу теплового насоса может стать высокая стоимость подведения газопровода или физическая невозможность ее подведения.
2. Вы проводите ремонт в доме и решили заложить теплые полы по всей площади дома, а также планируете установить кондиционеры. Установив тепловой насос с функцией кондиционирования, отдельно кондиционеры устанавливать уже не нужно.
3. Вы проводите утепление дома, планируете получить компенсацию по программе IQ Energy в размере 35%, а также есть возможность подключить тариф «электроотопление». Такая связка показывает хороший срок окупаемости теплового насоса.
4. В вашем многоквартирном жилом доме для каждой квартиры запроектирована автономная система отопления с электрокотлом. Можно установить вместо электрокотла тепловой насос «воздух-вода», получить грант IQ Energy, и покупать электроэнергию по тарифу «электроотопление».

Преимущества тепловых насосов

При выборе отопительной системы с использованием тепловых насосов следует внимательно изучить их преимущества и недостатки, чтобы в полной мере понимать в пользу какого оборудования стоит принимать решение.

Высокая экономичность

Главная отличительная особенность тепловых насосов в сравнении с традиционными источниками тепла – высокая эффективность работы, а значит и економичность.

Как правило, тепловой насос способен произвести около 3-5 кВт тепловой энергии, используя всего 1 кВт электрической энергии. Электрический котел из 1 кВт электроэнергии производит 0,9-1 кВт тепловой энергии. То есть тепловые насосы дают в 3-5 раз больше тепловой энергии в сравнении с электрокотлами.

Тепловые насосы австрийской компании Heliotherm имеют ещё более высокий коэффициент преобразование тепла (COP), который може достигать значения 6-7. То есть тепловые насосы Heliotherm могут производить до 7 кВт тепловой энергии, затратив для этого всего лишь 1 кВт электрической энергии.

Ещё очень важный момент в вопросе экономичности тепловых насосов — использование электрической энергии. Кроме того, что тепловой насос использует минимум электроэнергии стоит сказать, что домовладелец платит за «свет» по минимальным ценам. 

Наиболее экономичны тепловые насосы двух типов: тепловые насосы Грунт-Вода и тепловые насосы Вода-Вода. Менее экономичны, но более дешевые при монтаже тепловые насосы Воздух-Вода. В любом случае при выборе теплового насоса нужно обязательно проконсультироваться со специалистами, чтобы принять правильное и обоснованное решение.

Универсальность и комфорт

Кроме высокой эффективности работы системы отопления тепловые насосы обеспечивают дом необходимым количеством горячей воды (даже если нужно приготовить горячую воду для бассейна). И ещё тепловые насосы максимально экономно делают то, что газовые и твердотопливные котлы не способны: обеспечивают дом прохладою в жаркое время года.

То есть тепловые насосы максимально эффективно выполняют следующие функции:

1. Обогревают дом.
2. Обеспечивают жильцов горячей водой.
3. В жаркое время года охлаждают помещения дома.

Отопление дома тепловым насосом рекомендуется реализовывать с помощью низкотемпературной системы отопления (тёплый пол/тёплые стены). Охлаждение дома можно реализовать через систему фанкойлов, но предпочтительнее делать это через систему холодных стен.

Кондиционирование помещений можно реализовать пассивным способом: когда вообще не задействуется компрессор теплового насоса, а используются только циркуляционные насосы для перекачивания теплоносителя из грунта в дом (даже летом температура грунта под землёй в диапазоне +10-14°С). Теплоноситель подается в систему тёплых стен, тем самым охлаждая температуру в доме до комфортных +18-22°С.

Следует также сказать, что использование теплового насоса в комбинации с низкотемпературной системой отопления наиболее комфортно для проживающих в доме. Не нужно беспокоиться о пожаробезопасности, не нужно подкидывать дрова, воздух в доме не пересушивается а все помещения прогреваются равномерно с точностью до градуса. Охлаждение с помощью холодных стен — наиболее комфортный и эффективный способ кондиционирования помещений.

Управлять температурой в доме можно с помощью смартфона, который подключается к тепловому насосу по интернету. Это очень удобно и практично. Кроме того для каждой отдельной комнаты можно задать свой температурный режим.

Надежность и безопасность

Основной рабочий элемент в тепловом насосе — компрессор. Такой же, как в вашем холодильнике на кухне, только значительно большей мощности. Поэтому благодаря простой и продуманной конструкции теплового насоса он может работать бесперебойно более 25 лет и больше. Ни газовые, ни твердотопливные, ни электрические котлы не имеют такого срока службы.

Кроме того все процессы в холодильном контуре происходят в замкнутом пространстве. В работе теплового насоса исключен человеческий или внешний фактор. Нет процессов горения, нечему воспламеняться или дымить.

Тепловые насосы абсолютно безопасны для жильцов дома и для самой окружающей среды. Работа системы отопления или охлаждения с использованием теплового насоса исключает выброс любых вредных веществ, как это происходит во время работы газовых, или твердотопливных котлов.

Тепловые насосы со встроенным ТЭНом

Нередко производители встраивают в свои тепловые насосы дополнительные электрические нагреватели. Встроенный ТЭН позволяет в случае необходимости перейти на альтернативный с точки зрения теплового насоса источник энергии – электричество. Для чего это нужно? В каких случаях возникает потребность задействовать ТЭН?

Подбор теплового насоса для отопления дома осуществляется с учетом различных параметров, в том числе и климатических особенностей региона. При этом считается нецелесообразным устанавливать насос с избыточной мощностью. Дело в том, что экстремально холодные дни случаются не так уж и часто, по крайней мере, в центрально-европейской части России. Практика показывает, что более экономичным вариантом будет «добрать» в эти морозные периоды необходимую мощность электричеством, чем изначально устанавливать более мощный насос. Наличие ТЭНа исключает необходимость делать систему более мощной, чем это требуется большую часть отопительного сезона.

Для владельцев водяных и грунтовых тепловых насосов встроенный ТЭН – скорее излишество, чем необходимость. Совсем иначе выглядит ситуация с воздушными теплонасосами. При температуре воздуха –20°C и ниже такой насос, если и не отключится, будет малоэффективен. И пусть холодных дней и ночей в году не очень много, совсем не хочется в один прекрасный момент остаться в стремительно вымерзающем доме. Наличие дублирующего теплогенератора в данном случае никак не назовешь роскошью.

Советы и рекомендации

Тепловой насос – оборудование технически сложное и достаточно дорогое, поэтому подходить к его выбору следует с большой ответственностью. Чтобы не быть голословными, приведем несколько вполне конкретным рекомендаций.

1. Никогда не приступайте к выбору теплового насоса без предварительного проведения расчетов и создания проекта. Отсутствие проекта может стать причиной фатальных ошибок, исправить которые можно будет лишь с помощью огромных дополнительных финансовых вложений.
2. Доверить проектирование, монтаж и сервисное обслуживание теплового насоса и системы отопления следует только профессионалам. Как убедиться в том, что в данной компании работают профессионалы? В первую очередь, по наличию всей необходимой документации, портфолио реализованных объектов, сертификатов от поставщиков оборудования. Очень желательно, чтобы весь комплекс необходимых услуг предоставляла одна компания, которая в данном случае будет нести полную ответственность за реализацию проекта.
3. Советуем вам отдать предпочтение тепловому насосу европейского производства. Пусть вас не смущает тот факт, что он дороже китайского или российского оборудования. При включении в смету стоимости работ по монтажу, запуску и отладке всей системы отопления разница в цене насосов будет практически незаметна. Но зато, имея в своем распоряжении «европейца», вы будете уверены в его надежности, поскольку высокая цена насоса – это лишь результат использования при его создании современных технологий и высококачественных материалов.

​