Подбираем тепловой насос воздух-вода ПРАВИЛЬНО

Тепловые насосы являются новой передовой технологией, но их использует уже много владельцев частных домов и другой недвижимости, а особенно в Европе. Именно поэтому они вызывают такой интерес у общества. А когда люди узнают о преимуществах такого оборудования, например, их эффективность и многофункциональность, потребление ресурсов от альтернативных возобновляемых источников, повышенная экономность - то появляется и большое желание обзавестись таким оборудованием для своего участка. Но тепловой насос нельзя просто купить и поставить, как это делают с электрическим прибором – здесь важно провести технический расчет, составить проект и провести монтажные работы. Поэтому про подбор теплового насоса нужно знать больше.

 Выбирая воздушный тепловой насос для отопления дома, Вы получаете несколько преимуществ:

• минимум капиталовложений в оборудование, по сравнению с другими типами тепловых насосов;
• энергоэффективная система теплоснабжения как для нового дома, так и в случае улучшения или модернизации уже установленной системы отопления;
• три функции в одном комплекте оборудования: отопление, кондиционирование и нагрев воды;
• существенное снижение текущих затрат за отопление и подогрев воды (ГВС);
• не нужны затраты на проведение земляных работ (как для грунтового ТН);
• использование возобновляемого источника энергии – тепла окружающего воздуха и современных инновационных технологий, обеспечивает не только экономию энергии, но и сохраняет окружающую среду. 

При выборе теплового насоса «воздух-вода» необходимо оценить возможности системы отопления с точки зрения энергоэффективности. 

Узнать больше про преимущества и используемые технологии тепловых насосов можно здесь.

Все системы отопления можно разделить на высокотемпературные и низкотемпературные по температуре циркулирующего в контурах теплоносителя (воды). Для высокотемпературных радиаторов необходимо +80 … +90 °С; для низкотемпературных систем с теплым полом или фанкойлами достаточно иметь на подаче +45 … + 50 °С.  Бывают также смешанные системы с комбинацией контуров с радиаторами и контуров с теплыми полами.  Поэтому для системы с радиаторами необходима большая номинальная мощность теплового насоса для нагрева теплоносителя, чем для системы с теплыми полами или фанкойлами. Естественно, более мощные ТН - более дорогие.

Для строящихся домов, высокотемпературные ТН (с двумя фреоновыми контурами в каскаде) выбирают для систем с радиаторами, и они работают только на отопление и ГВС. Среднетемпературные ТН с функциями отопления, охлаждения и ГВС (в том числе и на нагрев воды в бассейне) устанавливают для систем с теплыми полами или фанкойлами. Еще одним плюсом этой системы будет возможность совместной работы такого теплового насоса с солнечными коллекторами, что еще больше снизит текущие затраты по теплоснабжению. Т.е. система со среднетемпературным тепловым насосом будет не только более экономной по энергопотреблению, но и более функциональной.
При модернизации уже действующей системы отопления для системы с радиаторами может устанавливаться только высокотемпературный ТН, он будет работать на отопление и подогрев воды для бытовых нужд. Для системы с теплыми полами и фанкойлами прекрасно подойдет среднетемпературный тепловой насос. Он не только отопит дом и нагреет воду для всех нужд быта, но и обеспечит охлаждение помещений и нагрев воды для бассейна. 

В случае смешанной системы (где до 70% занимают радиаторы) лучше применить высокотемпературный тепловой насос. И наоборот, если большую часть дома обогревают с помощью теплого пола или фанкойлов (более 70% нагрузки рассчитано на t = +60… +40 °С) может быть установлен среднетемпературный тепловой насос.

При выборе воздушного теплового насоса необходимо учитывать климатические условия региона. От среднегодовых и сезонных показателей температуры воздуха зависит выбор точки бивалентности - той критической точки, когда система должна перейти на резервный обогреватель (котел или встроенный электронагреватель, другое), когда температура на улице становится слишком низкой. Ведь воздушный тепловой насос черпает тепло из окружающего воздуха и эффективность теплового насоса (коэффициент COP)  зависит от наружных температур. Так, например, для региона центральной части Украины, исходя из статистических метеоданных, температура в -7 °С может быть принята за точку бивалентности. До этой температуры воздушный ТН полностью покрывает все тепловые нагрузки дома. При дальнейшем понижении температуры, рационально включить дополнительный источник тепла. 

Работа ТН по бивалентной схеме признана наиболее экономически выгодной: в этом случае не завышается номинальная тепловая мощность для покрытия редких нагрузок в холодные дни и, следовательно, меньше стоимость ТН, а также обеспечивается самая быстрая окупаемость капиталовложений за счет существенной экономии энергозатрат.

Различают моноблочные ТН и сплит-системы, состоящие из наружного и внутреннего блоков ТН и автоматики управления.

Моноблочные тепловые насосы воздух-вода устанавливаются снаружи дома. Они могут работать на отопление/охлаждение и подогрев воды (бак для ГВС устанавливается опционально). Такая конструкция удобна, если нет места для внутреннего блока и агрегат находится вне здания. Недостатком считается возможность повреждения оборудования при очень низких температурах из-за отсутствия гликоля в системе.

Сплит-системы более универсальны: они состоят из внутреннего и наружного блоков. Расстояние между блоками ограничено, внутренний блок компактно располагается на стене в котельной, на кухне или в подсобке. Наружный блок – снаружи, на некотором удалении от внутреннего блока. Автоматика управления поддерживает температуру в доме на заданном уровне в программируемом суточном или недельном режиме: выбирает зимний/летний режимы, контролирует температуру теплоносителя в отдельных контурах, управляет резервным источником тепла, бойлером косвенного нагрева, насосами, солнечными коллекторами (при необходимости) и другим оборудованием.
  Комплекты тепловых насосов «воздух-вода» могут содержать внутренние модули со встроенным баком для горячей воды или комплектоваться автономными бойлерами косвенного нагрева для ГВС, баками накопителями, иметь различные пульты (проводные или беспроводные) или управляться через Интернет/Wi-Fi.

После учета климатических условий, анализа системы распределения тепла в доме и определения температуры подачи в контурах, учета возможного расположения основных блоков и вспомогательных модулей - производят расчет теплопроизводительности теплового насоса. Тепловая мощность ТН должна быть достаточной, чтобы полностью перекрывать все теплопотери здания в самый холодный период года. 

Все расчеты лучше доверить специалистам, однако для предварительной оценки мощности можно произвести и самостоятельный расчет.

1. Сначала определяют тепловую нагрузку, необходимую для обеспечения дома отоплением и горячим водоснабжением.

Рот. = 0,050*200=10 кВт, где  0,050 кВт / м2 - норма теплопотерь утепленного дома;  200 – площадь дома.

Ргвс = 0,25*4=1кВт, где 0,25 – тепловая мощность для ГВС на 1 человека; 4 – количество проживающих в доме людей.

Робщ.=10+1=11кВт

2. С учетом разницы температур и точки бивалентности, расчетное значение тепловой мощности ТН:

Ртн =(10+1)*(20-(-7))/(20-(-22))= 11*27/42=7,07кВт, где +20, -7, -22  - значения температуры воздуха в помещении, температуры точки бивалентности и наружной расчетной температуры.

3. Аналогично по подходящим теплопоступлениям определяют необходимую мощность ТН при работе на кондиционирование дома. Потом выбирают модель с ближайшими большими показателями. 

Каждый известный бренд часто предоставляет свое программное обеспечение для расчета мощности ТН.

От правильности и грамотности проведения расчетов зависит эффективность работы системы тепло/холодоснабжения, поэтому эту работу лучше доверить специалистам.