Підбираємо тепловий насос повітря-вода ПРАВИЛЬНО

Теплові насоси є новою передовою технологією, але їх використовує вже багато власників приватних будинків та іншої нерухомості, а особливо в Європі. Саме тому вони викликають такий інтерес у суспільства. А коли люди дізнаються про переваги такого обладнання, наприклад, їх ефективність та багатофункціональність, споживання ресурсів від альтернативних відновлюваних джерел, підвищену економність – то з'являється і велике бажання придбати таке обладнання для своєї ділянки. Але тепловий насос не можна просто купити та поставити, як це роблять з електричним приладом – тут важливо провести технічний розрахунок, скласти проект та провести монтажні роботи. Тому про вибір теплового насоса необхідно знати більше.

Вибираючи повітряний тепловий насос для опалення будинку, Ви отримуєте кілька переваг:

• мінімум капіталовкладень у обладнання, порівняно з іншими типами теплових насосів;
• енергоефективна система теплопостачання як для нового будинку, так і у разі покращення чи модернізації вже встановленої системи опалення;
• три функції в одному комплекті обладнання: опалення, кондиціювання та нагрівання води;
• суттєве зниження поточних витрат за опалення та підігрів води (ГВП);
• не потрібні витрати на проведення земляних робіт (як для ґрунтового ТН);
• використання відновлюваного джерела енергії – тепла навколишнього повітря та сучасних інноваційних технологій, забезпечує як економію енергії, а й зберігає довкілля.

Вибираючи тепловий насос «повітря-вода» необхідно оцінити можливості системи опалення з точки зору енергоефективності.

Дізнатися більше про переваги та технології теплових насосів, що використовуються, можна тут.

Всі системи опалення можна розділити на високотемпературні та низькотемпературні за температурою теплоносія (води), що циркулює в контурах. Для високотемпературних радіаторів необхідно +80…+90°С; для низькотемпературних систем з теплою підлогою або  фанкойлами достатньо мати на подачі воду з температурою +45...+50°С. Бувають також змішані системи з комбінацією контурів із радіаторами та контурів із теплими підлогами. Тому для системи з радіаторами потрібна більша номінальна потужність теплового насоса для нагрівання теплоносія, ніж для системи з теплими підлогами або фанкойлами. Природно, потужніші ТН - дорожчі. 

Для будинків, що будуються, високотемпературні ТН (з двома фреоновими контурами в каскаді) вибирають для систем з радіаторами, і вони працюють тільки на опалення та ГВП. Середньотемпературні ТН з функціями опалення, охолодження та ГВП (у тому числі і на нагрівання води в басейні) встановлюють для систем із теплими підлогами або фанкойлами. Ще одним плюсом цієї системи буде можливість спільної роботи такого теплового насоса із сонячними колекторами, що ще більше знизить поточні витрати на теплопостачання. Тобто, система із середньотемпературним тепловим насосом буде не тільки більш економною за енергоспоживанням, але й більш функціональною.
При модернізації вже діючої системи опалення для системи з радіаторами може встановлюватися тільки високотемпературний ТН, він працюватиме на опалення та підігрів води для побутових потреб. Для системи з теплими підлогами та фанкойлами чудово підійде середньотемпературний тепловий насос. Він не тільки опалює будинок та нагріє воду для всіх потреб побуту, але й забезпечить охолодження приміщень та нагрівання води для басейну. 

У разі змішаної системи, де до 70% площі обігрівають радіатори, краще застосувати високотемпературний тепловий насос. І навпаки, якщо більшу частину будинку обігрівають за допомогою теплої підлоги або фанкойлів (більше 70% навантаження розраховано на t = +60…+40 °С), може бути встановлений середньотемпературний тепловий насос. 

Вибираючи повітряний тепловий насос, необхідно враховувати кліматичні умови регіону. Від середньорічних та сезонних показників температури повітря залежить вибір точки бівалентності – тієї критичної точки, коли система має перейти на резервний обігрівач (котел або вбудований електронагрівач, інше), коли температура на вулиці стає надто низькою. Адже повітряний тепловий насос черпає тепло з навколишнього повітря та ефективність теплового насоса (коефіцієнт COP) залежить від зовнішніх температур. Так, наприклад, для регіону центральної частини України, виходячи зі статистичних метеоданих, зимова температура -7 °С може бути прийнята за точку бівалентності. До цієї температури повітряний ТН повністю покриває всі теплові навантаження будинку. При подальшому зниженні температури раціонально включити додаткове джерело тепла.

Робота ТН за бівалентною схемою визнана найбільш економічно вигідною: у цьому випадку не завищується номінальна теплова потужність покриття рідкісних навантажень у холодні дні і, отже, менша вартість ТН, і також забезпечується найшвидша окупність капіталовкладень з допомогою істотної економії енерговитрат.

Розрізняють моноблочні ТН та спліт-системи, що складаються із зовнішнього та внутрішнього блоків ТН та автоматики управління.

Моноблочні теплові насоси повітря-вода встановлюються зовні. Вони можуть працювати на опалення/охолодження та підігрів води (бак для ГВП встановлюється опціонально). Така конструкція зручна, якщо немає місця для внутрішнього блоку, і агрегат знаходиться поза будівлею. Недоліком вважається можливість пошкодження обладнання за дуже низьких температур через відсутність гліколю в системі.

Спліт-системи більш універсальні: вони складаються з внутрішнього та зовнішнього блоків. Відстань між блоками обмежена, внутрішній блок компактно розташовується на стіні в котельні, кухні або підсобці. Зовнішній блок – зовні, на деякому віддаленні від внутрішнього блоку. Автоматика керування підтримує температуру в будинку на заданому рівні в програмованому добовому або тижневому режимі: вибирає зимовий/літній режими, контролює температуру теплоносія в окремих контурах, керує резервним джерелом тепла, бойлером непрямого нагріву, насосами, сонячними колекторами (при необхідності) та іншим обладнанням.

Комплекти теплових насосів «повітря-вода» можуть містять внутрішні модулі із вбудованим баком для гарячої води або можуть комплектуватися автономними бойлерами непрямого нагріву для ГВП, баками накопичувачами, мати різні пульти (провідні або бездротові) або керуватися через Інтернет/Wi-Fi.

Після врахування кліматичних умов, аналізу системи розподілу тепла в будинку та визначення температури подачі в контурах, визначення можливого розташування основних блоків та допоміжних модулів – проводять розрахунок теплопродуктивності теплового насоса. Теплова потужність ТН повинна бути достатньою, щоб повністю перекривати всі тепловтрати будинку в найхолодніший період року.

Всі розрахунки краще довірити спеціалістам, проте для попередньої оцінки потужності можна зробити самостійний розрахунок.

1. Спочатку визначають теплове навантаження, необхідне для забезпечення будинку опаленням та гарячим водопостачанням.

Роп. = 0,050*200=10 кВт, де  0,050 кВт / м2 - норма тепловтрат утепленого будинку; 200 – площа будинку.

Ргвп = 0,25*4=1кВт, де 0,25 - теплова потужність для ГВП на 1 особу; 4 – кількість людей, що проживають у будинку.

Рзаг.=10+1=11кВт

2. З урахуванням різниці температур та точки бівалентності, розрахункове значення теплової потужності ТН:

Ртн =(10+1)*(20-(-7))/(20-(-22))= 11*27/42=7,07 кВт, де +20, -7, -22  - значення температури повітря в приміщенні, температури точки бівалентності та зовнішньої розрахункової температури.

3. Аналогічно по відповідним теплонадходженням визначають необхідну потужність ТН під час роботи на кондиціювання будинку. Потім вибирають модель із найближчими великими показниками.