+38 (044) 364 35 44 +38 (097) 827 44 54 info@comfortsellers.com.ua

Теплові насоси для опалення: типи, переваги і застосування

Ви вирішили якісно модернізувати свою систему опалення і додати можливість ГВП (гаряче водопостачання) і кондиціонування, або підбираєте обладнання, яке вирішило б усі завдання для проекту будинку найкращим чином? Звичайно, Ваш вибір – тепловий насос. Альтернатив просто немає. Це енергоефективне єдине технічне рішення для опалення, підігріву води і охолодження приміщень.

Першим кроком для забезпечення опалення постане важливе питання – який тип теплового насоса (ТН) найкраще підходить для Ваших цілей. Точніше, яке джерело відновлюваної енергії найбільш раціонально і економічно вигідно застосувати для Вашого проекту: грунт, воду чи атмосферне повітря.

За цією ознакою розрізняють такі основні типи теплових насосів: грунтові (грунт-вода), водні (вода-вода) і повітряні (повітря-вода або повітря-повітря). Розглянемо особливості застосування кожного з цих типів.

Тепловий насос ґрунтовий «грунт-вода»


У такій системі тепло забирається з грунту і  передається в контур системи опалення і гарячого водопостачання (ГВП). Температура приповерхневого шару землі або на глибині завжди плюсова, тому такий тип обладнання є ідеальним варіантом зі стабільною продуктивністю протягом усього року. Але реалізувати проект можливо за наявності деяких передумов.

Як працює таке обладнання, і як воно облаштоване? Біля будинку є значний простір – земельна ділянка, де на глибині (більшій, ніж глибина промерзання для даного регіону) укладаються труби горизонтального колектора. Їх можна укласти в траншеї або в котловані, що вириті екскаватором. Місця укладання в подальшому не варто засаджувати деревами, оскільки земля тут повинна якісно прогріватися сонцем.

Якщо ділянка біля будинку невелика, можна бурити декілька вертикальних свердловин, що , віддалені вглиб на 6-8 метрів. Глибина (до 40м і глибше) і кількість свердловин залежать від геологічної будови грунту. Найкраще підходять вологі і прохідні для буріння породи грунту. Як джерело тепла також може використовуватися ставок або водоймище достатнього об’єму, куди для теплозабору на глибину укладаються кільця трубного колектора. Головне, щоб водойма взимку не промерзала на всю глибину.

Мінуси

  • Вартість обладнання і всіх робіт по установці обійдеться дорожче, ніж для водяних або повітряних теплових насосів, але проте річне енергоспоживання – мінімальне в порівнянні з іншими типами ТН;
  • Важкі монтажні роботи – без досвідчених фахівців, які вже встановлювали таку систему, не обійтися.

Переваги

  • 100% покриття навантажень з опалення, підігріву води і охолодження будинку;
  • Максимальне зниження енерговитрат при використанні низькотемпературних систем опалення;
  • Стабільно дуже високий COP;
  • Тиха робота;
  • Легке енергоефективне управління;
  • Екологічна чистота;
  • Електро- та пожежна безпека;
  • Безвідмовна робота протягом десятків років.Великою перевагою є те, що для розміщення даного обладнання не потрібні топкова, узгодження проекту, дозволи і постійний контроль.

Тепловий насос водяний – «вода-вода»

Принцип роботи: використовується тепло водойми або ґрунтових вод, де температура завжди плюсова. Хороший варіант при такій системі, якщо є приповерхневі водяні горизонти, що неглибоко залягають  або велике незамерзаюче водоймище, річка, море. Вода зі свердловин за допомогою насосів подається до контуру ТН, а її тепло передається в будинок, після цього охолоджена вода скидається через іншу свердловину. Інший варіант – вода забирається з водойми і повертається назад у водойму в іншому місці. Тому потрібні досить потужні насосні установки, необхідне очищення води, а головне – щоб був достатній дебет води.

Кількість свердловин для забезпечення потрібної теплової потужності визначає точний теплотехнічний розрахунок. Але є багато проектів опалення для промислових або приватних об’єктів з використанням ТН «вода-вода».

Мінуси

  • Споживає більше енергії, ніж у грунтовий ТН, зате вартість обладнання та робіт нижча;
  • За рахунок того, що працюють насоси, потрібен періодичний сервіс;
  • Недоліком є недосконала поки законодавча база на використання надр для установки водяного ТН в приватному будинку.

Переваги

  • 100% покриття навантажень;
  • Енергоефективне обладнання, яке має високий COP;
  • Менша вартість монтажу, не потрібні котельні або димоходи;
  • Екологічна чистота;
  • Постійний моніторинг роботи системи, зручне управління.

Тепловий насос повітряний – «повітря-вода»

Навколишнє повітря – невичерпне джерело теплової енергії. Навіть при невеликих мінусових температурах повітряний тепловий насос витягує тепло з зовнішнього повітря і багаторазово збільшує його, передаючи воді в систему опалення і ГВП. Витрачаючи 1 кВт електроенергії, ми отримуємо до 5 кВт тепла! Але ефективність роботи теплового насоса повітря-вода залежить від зовнішньої температури: чим нижче температура зовні, тим більше енергії витрачається для отримання потрібної кількості тепла. Він буде працювати і при -25 ° C, але з набагато нижчою ефективністю. Тому, при виборі теплового насосу такого типу слід враховувати кліматичні умови регіону, середньорічні температури і кількість морозних днів в році.

Найефективніше і раціональніше буде використовувати таке обладнання з перемиканням на альтернативну систему – наприклад, електронагрівач, газовий або твердопаливний котел. Встановлюючи повітряний тепловий насос, при синхронізації системи з газовим опаленням досягається максимальна економія енергоресурсів, адже тоді котел вмикатиметься всього декілька днів в рік. Хоч можлива і робота повітряного теплового насосу як основного джерела тепла з перемиканням в морозні дні на вбудований електронагрівач. Варіацій може бути багато.

Тому для таких теплових насосів, як і, втім, для інших типів, важливим є вибір низькотемпературних нагрівальних контурів, таких як тепла підлога або система фанкойлів. Тут немає нерегульованих конвективних потоків, і найбільш комфортні температурні умови створюються в зоні перебування людей, а не під стелею. Система з фанкойлами – найбільш вдалий вибір для кондиціонування приміщень влітку.

Відзначимо, що повітряний тепловий насос складається з одного або декількох блоків, причому, блок з вентилятором встановлюється зовні будинку, а внутрішній тихий – компактно на стіні або на підлозі. Існує виконання теплового насосу з вбудованим баком для ГВП або з окремими бойлерами, чи баками-накопичувачами. Такі теплові насоси з успіхом використовуються для підігріву води і в побутових умовах, і для басейну, і для виробництва. Можуть встановлюватися і працювати з радіаторами, теплою підлогою і фанкойлами  для отримання потрібної потужності по теплу / холоду.

Застосовуються
Для установки в приватних і багатоквартирних будинках, офісах, лікувальних і навчальних закладах, готелях, пансіонатах і адміністративних будівлях.

Мінуси

  • Такі теплові насоси повністю залежать від температури повітря на вулиці;
  • Необхідно встановлення альтернативного опалення на випадок дуже холодних днів;
  • Чим нижча температура навколишнього середовища (мінусова), тим більше знижується енергоефективність системи.

Переваги

  • Більше половини з усіх встановлюваних ТН – повітряні. Вони застосовуються в новобудовах і при модернізації систем опалення та ГВП;
  • У них найнижча вартість обладнання та монтажних робіт, швидка окупність.
  • Це високоефективне енергозберігаюче обладнання з високим COP;
  • Немає особливих вимог по розміщенню внутрішніх і зовнішніх блоків;
  • Монтаж простий і швидкий;
  • Вони інтегруються в існуючу схему опалення і ГВП,
  • Керують роботою кількох контурів опалення та додатковим котлом або нагрівачем.

Тепловий насос повітряний «повітряповітря»

Як працюють моделі типу “повітря-повітря”? Тепло зовнішнього повітря від зовнішніх блоків передається холодоагенту, що циркулює в замкнутому контурі, а від нього – повітрю, яке далі подається в кожне приміщення через внутрішні настінні / підлогові блоки фанкойлів. По комфортності, такі установки програють схемами «повітря-вода».

Застосовуються
Вони більше підходять для приміщень з тимчасовим перебуванням людей – для дач або заміських котеджів, виробничих ділянок, складів або комерційних приміщень.

Мінуси

  • Більш енергозатратні і створюють шум;
  • Для підігріву води використовуються додаткові модулі;
  • Не інтегруються в схеми з іншими джерелами тепла;
  • Потоки повітря нерівномірно можуть прогрівати потрібні зони приміщень;
  • Вимагають більш тривалої роботи, тому що обладнання не володіє інерцією.

Переваги

  • Швидко прогрівають приміщення;
  • Найнижча вартість обладнання і монтажу;
  • Немає потреби підлаштовуватися під навколишні можливості: не потрібна водойма, не потрібно  свердлити до грунтових вод, не потрібно підбирати потрібний грунт;
  • Швидка окупність;
  • Робота на кондиціонування влітку.

Правильний вибір

Якщо необхідно максимум комфорту, стабільна продуктивність протягом усього року і найменші експлуатаційні витрати, а отже, і мінімум  енергопотужності, що підводиться до будинку – це ґрунтові теплові насоси. Але для реалізації цього проекту необхідним є дотримання умов, перерахованих вище, де вартість робіт рівна вартості обладнання.

Судячи зі статистики вже реалізованих в світі проектів – для більшості об’єктів підходить саме повітряний тепловий насос «повітря-вода». Це мінімальні капіталовкладення при максимальній функціональності і оптимальних енерговитратах. Потрібно тільки правильно підібрати модель. Враховуються характеристики будівлі, потрібні функції (опалення, ГВП, кондиціонування), необхідна температура в системі опалення (для теплої підлоги + 35 … + 45 ° C, для радіаторів до + 65 … + 80 ° C), потрібна кількість гарячої води, можливість приєднання інших джерел тепла (сонячних колекторів, котлів) та інші умови. У будь-якому випадку, підбір теплового насосу погоджуйте з фахівцями.