Как выбрать тепловой насос

Тепловой насос (ТН) – тепловая машина для отопления / охлаждения помещения или нагрева воды. Принцип работы – перенос тепловой энергии от воздуха, воды или грунта к отопительной системе / водонагревателю (ГВС).

В роли теплоносителя выступает жидкость, циркулирующая по трубам ТН и передающая тепло радиаторам, конвекторам, фанкойлам, бакам для ГВС и другим отопительным приборам.

Достоинства ТН:

• экономия средств на отоплении и ГВС;
• экологичность;
• независимость от тепло-газо коммуникаций;
• компактные размеры;
• значительный моторесурс (20 лет до капитального ремонта);
• безопасность использования;
• многофункциональность (отопление и охлаждение).

Недостатки ТН:

• высокая цена техники, на окупаемость которой влияет интенсивность эксплуатации;
• сложность и дороговизна монтажа.

Важно: если в электросети часто случаются перепады напряжения или перебои с электричеством, то тепловой насос устанавливать не рекомендуется. Также не стоит приобретать оборудование в здании площадью до 100-120 м2. В этом случае затраты экономически нецелесообразны (чем больше площадь здания, тем дешевле получается тепловая энергия и меньше срок окупаемости насоса).

В силу принципов действия ТН не нагревает теплоноситель выше 70°С. Поэтому такое устройство эффективно лишь в хорошо утепленном помещении. При этом лучше подключать агрегат к низкотемпературным отопительным системам, например, теплому полу или теплым стенам (температура теплоносителя не превышает 35°С).

Использовать радиаторы при таком температурном графике (45/35) сложнее из-за повышенных габаритов. Чем меньше температура теплоносителя, тем больше длина батареи, чтобы выдать необходимую тепловую мощность. Установить такие радиаторы не всегда возможно.

Тепловой насос

Тип системы

Воздух-вода (воздушный, аэротермальный) – получает энергию из воздуха. Достоинства: простота монтажа, не требуется земельный участок, возможность установки на высоте. Недостатки: сравнительно низкая эффективность и моторесурс, сильная зависимость от температурных условий.

Воздушный насос используется в качестве дополнительного источника тепла (тепловой насос+теплый пол, тепловой насос+котел). Выбор в пользу этого оборудования делается и в случае, если нельзя установить грунтовой насос, либо цена бурения приближается к стоимости ТН.

Грунт-вода (грунтовой, геотермальный) – черпает энергию из грунта. Достоинства: высокая эффективность, независимость от температуры воздуха, долговечность. Недостатки: большая цена, сложность и дороговизна монтажа (насос закапывается в землю), невозможность установки на верхних этажах сооружений. Геотермальный насос используется как основной источник тепла.

Грунтовой насос представлен двумя разновидностями:

• вертикальный – укладывается на сравнительно небольшом участке, но требует больших затрат из-за высокой глубины бурения (40-200 м);
• горизонтальный – дешевле в монтаже за счет малой глубины бурения (1.5 м), но занимает намного больше места.

Участок с горизонтальным ТН не пригоден для сельскохозяйственных и ландшафтных работ. Вертикальная тепловая машина не испортит ландшафтный дизайн и потому оптимальна для благоустроенного участка. Подобный вариант используется и на тяжелом грунте.

Важно: вертикальный ТН выгодно отличается от горизонтальной модели полной невосприимчивостью к погодным условиям. В итоге температура теплоносителя на выходе из геотермальных скважин остается постоянной независимо от температуры окружающей среды.

Вода-вода (водяной, гидротермальный) – берет энергию из грунтовых вод или водоема. По характеристикам напоминает насос «грунт-вода», но менее надежен из-за дополнительного оборудования, например, погружного насоса или фильтров.

Воздух / грунт-вода – универсальный насос, черпающий энергию из воздуха или воды. Достоинства: простой монтаж, комфортная эксплуатация. Недостаток – высокая цена.

Вид

Внутренний блок (гидромодуль, гидроблок) – часть теплового насоса, которая монтируется внутри помещения. Таким устройством снабжаются все геотермальные ТН. Наружный блок некоторых аэротермальных моделей фактически является внутренним, поскольку рассчитан на установку в помещении.

Наружный блок – часть аэротермального теплового насоса, которая устанавливается вне помещения. Наружный блок забирает тепло из воздуха.

Назначение

Отопление – основная функция тепловых насосов. При этом не каждая модель способна дать необходимую тепловую мощность для полноценного отопления.

Охлаждение – предусмотрено в большинстве воздушных моделей. А вот многие грунтовые устройства не способны работать на охлаждение без дополнительной техники, которая приобретается отдельно. Вертикальные ТН обеспечивают лучшее охлаждение, чем горизонтальные тепловые машины.

Горячее водоснабжение (ГВС) – реализовано за счет встроенного водонагревателя или возможности подсоединения к внешнему бойлеру. Подобные насосы относятся к воздушному типу и встречаются редко.

Отопление и ГВС – сочетание двух режимов. Универсальный вариант.

Тепловая мощность

Этот показатель характеризует эффективность теплового насоса. Чем мощнее ТН, тем больше тепла он способен извлечь из окружающей среды и передать в систему отопления или нагрева воды. В то же время возрастает цена и энергопотребление тепловой машины. Для оценки мощности используются два параметра – максимальная и при температуре 0°С.

Максимальная тепловая мощность – номинальная величина, которая указывается в расчете на идеальные условия, прежде всего, высокую температуру воздуха. Практика показывает, что фактическая мощность тепловой машины всегда ниже данного показателя

При 0°С – основной показатель мощности, позволяющий более точно оценить фактическую мощность теплового насоса.

При выборе теплового насоса по мощности учитывается площадь отапливаемого помещения, потребление горячей воды (зависит от количества проживающих людей), норма теплопотерь и другие параметры. Вычисление необходимой мощности выполняется специалистами по формулам.

Также указывается максимальная мощность охлаждения (для ТН с такой функцией). На эту характеристику влияет площадь помещения, теплоизоляции и другие факторы. Мощность охлаждения рассчитывается по специальным формулам.

Важно: одна и та же тепловая машина не в состоянии одинаково хорошо отапливать и охлаждать помещение, поскольку тепловая мощность устройства выше мощности охлаждения. Рекомендуется выбирать модель, которая отапливает всю площадь помещения, а охлаждает – только ее часть (не обязательно остужать воздух в коридорах или технических помещениях).

Потребляемая (электрическая) мощность

Этот параметр описывает мощность, которая потребляется тепловой машиной в процессе эксплуатации. Потребляемая мощность влияет на эффективность машины и расход электричества. Данный показатель учитывают при подключении устройства к сети.

Важно: если тепловой насос оснащен ТЭНом, то потребляемая мощность указывается только для самого аппарата. В этом случае реальная величина будет гораздо больше.

Коэффициент преобразования теплоты

Коэффициент преобразования теплоты (COP, КПТ) – цифра, выражающая соотношение между тепловой и потребляемой мощностью ТН. По этому параметру оценивается производительность тепловой машины.

КПТ показывает, сколько тепловой энергии перемещает устройство, затрачивая 1 кВт электроэнергии. Чем больше COP, тем эффективнее работает тепловой насос. Современные модели вырабатывают 4-5 кВт и более тепла на 1 кВт электричества (COP – 4-5).

Важно: на COP влияет температура окружающей среды и температура теплоносителя при выходе из ТН (температура подачи). С увеличением разницы между ними уменьшается коэффициент преобразования. Поэтому для более точной характеристики тепловой машины производители указывают КПТ для конкретных температур.

Не путайте КПТ и КПД (коэффициент полезного действия). В отличие от COP, КПД всегда меньше 1.

Питание

220 В – подключается к однофазной (бытовой) сети. Такое питание чаще всего используется в моделях потребляемой мощностью до 3.5 кВт.

380 В – подключается к трехфазной сети, которую обычно применяют в промышленности. Для бытовых нужд подобная линия прокладывается отдельно. На практике трехфазное питание экономичнее однофазного (при одной и той же мощности постоянно работающего ТН).

220 В+380 В – комбинированный вариант, позволяющий запитывать тепловую машину от однофазной или трехфазной сети.

Тип компрессора

Компрессор – основной компонент ТН, отвечающий за движение теплоносителя по контурам агрегата и транспортировку тепловой энергии из окружающей среды в помещение.

Типы компрессоров, которые применяются в тепловых насосах.

• Инверторный – малошумный, долговечный, потребляет сравнительно немного электроэнергии. Большинство воздушных ТН оснащено такими компрессорами.
• Спиральный – отличается низким уровнем шума и большим моторесурсом, но обойдется значительно дороже предыдущего варианта. Спиральные компрессоры применяются в грунтовых ТН и моделях «воздух-вода» средней мощности.
• Винтовой – характеризуется повышенной эффективностью и надежностью, но сильно шумит. Эти компрессоры встречаются только в мощных агрегатах с высоким энергопотреблением.

Комплектация и оснащение

Водонагреватель – позволяет нагревать и подавать воду в ГВС. Существует два способа применения водонагревателя в паре с ТН:

• встроенный водонагреватель – дает возможность пользоваться косвенным нагревом и ТЭНом;
• возможность подсоединения к внешнему водонагревателю – использует только принцип косвенного нагрева, что снижает его эффективность. Правда, ТН с внешним водонагревателем компактнее аналога со встроенным нагревателем воды. Также пользователь может выбирать место монтажа водонагревателя.

ТЭН – увеличивает тепловую мощность ТН, что полезно при очень низких температурах. Минус – большой расход электроэнергии.

Wi-Fi-модуль – предназначен для дистанционного управления ТН с помощью мобильного устройства, например, планшета или смартфона.

Подключение к системе «умный дом» – позволяет контролировать состояние системы отопления, регулировать температуру теплоносителя и воздуха в помещении.

Также в ТН предусматривается ЖК-дисплей (упрощает работу с устройством).

Режимы работы

Автоматический – ТН самостоятельно контролирует и поддерживает температуру в помещении на заданном уровне. Устройство автоматически регулирует температуру теплоносителя исходя из температуры окружающей среды (погодозависимый режим). Также тепловая машина может самостоятельно управлять радиаторами и теплыми полами.

Энергосберегающий – уменьшение температуры нагрева и расхода электроэнергии при отсутствии людей в помещении. Для реализации такого режима тепловой насос оснащается специальными датчиками.

Бивалентный – работа ТН в паре с другим источником тепловой энергии, например, котлом. Тепловая машина работает до определенного значения температуры (точки бивалентности), после которого включается другой теплогенератор. Если же температура воздуха повысится, то данный источник тепла выключится. По сравнению с моновалентным режимом (использование одного ТН) такой режим эффективнее, но дороже.

Важно: бивалентный режим позволяет приобрести устройство с меньшей тепловой мощностью. Специалисты рекомендуют выбирать технику, покрывающую 80% потребности в тепловой энергии на отопление и ГВС. Остальные 20% обеспечит дополнительный источник энергии.

Термическая дезинфекция – уничтожение микроорганизмов путем повышения температуры воды до 70°С.

Защита от замерзания – размораживает внешний блок ТН. Дает возможность использовать тепловую машину в условиях низкой температуры окружающей среды. Чаще всего такая опция встречается в моделях «воздух-вода».

Температура воды

Этот показатель обозначает максимальную температуру нагрева воды тепловым насосом. В зависимости от модели температура воды колеблется в пределах 55-80°С.

Для бытовых нужд достаточно ТН с температурой подачи 55°С, что обеспечивает температуру ГВС на уровне 48°С. Если температура подачи составляет 65°С, то температура ГВС повышается до 58°С. Дополнительный нагрев осуществляется ТЭНом или другим теплогенератором (бивалентный режим).

Максимальный уровень шума

Этот показатель полезен для оценки громкости работы ТН. Измеряется в децибелах (дБ). Чем тише работает тепловая машина, тем комфортнее ее эксплуатация (в том числе для соседей). Более мощные устройства шумят сильнее, чем их маломощные «собратья». В зависимости от модели этот параметр колеблется в пределах 39-62 дБ.

Хладагент

В ТН очень редко применяется фреон марки R22, который отличается низкой ценой и рабочим давлением, а также однородным составом (облегчает дозаправку системы при утечках). Недостаток – опасность для озонового слоя.

Менее токсичный хладагент марки R134A при аналогичной однородности более прихотлив к условиям эксплуатации, в частности, требует использования полиэфирных масел.

Хладагенты марок R407C и R410A – самые безопасные для окружающей среды. Но из-за высокого рабочего давления такие фреоны применяются в дорогой технике, да и сами обходятся недешево. R410A выгодно отличается от R407C однородностью состава. А вот R407C при утечке заменяется полностью.

Размер

Размеры и вес внутреннего и наружного блока учитываются при монтаже ТН. От этих характеристик в значительной степени зависит место установки тепловой машины. Оптимальное решение выбирается специалистами исходя из особенностей помещения и других факторов.