Теплові насоси повітря-вода

Що таке тепловий насос?

      Замислюючись про обігрів власного житла, ви можете знайти велику кількість різного обладнання і технологій, але потрібно враховувати, що ваша мета – максимальна ефективність та економність опалення. Цим вимогам повною мірою відповідає тільки тепловий насос.

Принцип роботи

     Головною перевагою теплового насосу є те, що для обігріву будинку він не потребує палива, а використовує невичерпну поновлювану енергію навколишнього середовища. Принцип дії чимось схожий на роботу холодильника, тільки навпаки: низькотемпературне тепло витягується з навколишнього середовища, акумулюється і переноситься в приміщення, що обігрівається.

Тепловий насос витягує тепло з навколишнього середовища і передає його на теплообмінник випарника. Починаючи з цього моменту холодоагент із низькою точкою кипіння, що циркулює в замкнутому контурі, проходить через чотири стадії фазового перетворення:

• нагрів та випаровування холодоагента;

• стискання компресором та підвищення тиску і температури холодоагента;

• скраплення чи конденсація з передачею тепла в систему опалення;

• розширення під час прохождення через розширювальний клапан і повернення холодоагента у вихідний стан по тиску та температурі.

     Таким чином, тепловий насос багаторазово акумулює низькотемпературне тепло води, грунту чи повітря та переносить, віддає його у процесі конденсації в систему обігріву будівлі. Працюючи у реверсному режиме, тепловий насос успішно кондиціонує приміщення, після чого не потрібна установка спліт-систем.

Які бувають теплові насоси?

Залежно від джерела низькотемпературного тепла, розрізняють наступні типи теплонасосних систем.

• Грунтові теплові насоси працюють, використовуючи теплову енергію грунту. В ролі грунтового теплообмінника можуть виступати контури горизонтальних трубних колекторів чи глибинних зондів. Це чиста вигода, якщо є ділянка землі та якщо об’єкт розташований віддалено від населеного пункту, коли кожен кВт‧год електрики коштує вам значних грошей. Вартість земляних видів робіт висока, ефективність залежить від якості ґрунту.

• Водяні теплові насоси збирають тепло з водойм і підземних ґрунтових вод. Для роботи потрібно або бурити свердловини, або опустити теплообмінник у сусідню водойму. Принцип роботи водяного насосу та його пристрій вимагають води певної якості та регулярного догляду за обладнанням, що тягне додаткові витрати.

• Повітряні теплові насоси витягують тепло з навколишнього повітря. Устаткування найпростіше у налаштуваннях та універсальне для установки в новобудовах і для модернізованих систем, із найшвидшою окупністю. Є кращим рішенням для регіонів із помірним кліматом. Сучасний повітряний тепловий насос здатний обігрівати приватні будови навіть за температурах зовні до мінус 20-25 градусів. За вартістю обладнання теплові насоси повітря-вода або повітря-повітря – лідери продажів.

Сучасні ТН мають можливість плавного регулювання потужності компресора, такі інверторні теплові насоси більше економлять поточні витрати і можуть працювати набагато довше.

Переваги обладнання:

• Теплові насоси діють як три пристрої в одному: опалювальний котел, бойлер і спліт-системи кондиціювання.

• У теплонасосів кращі показники енергоефективності та максимальна комфортність цілий рік, особливо під час встановлення низькотемпературних систем теплих підлог і фанкойлів.

• Інверторні технології для керування компресорами й обладнанням служать для найбільшої економії.

• Принцип погодозалежного і програмованого керування використовується для економних режимів, блоки теплонасоса працюють із низьким рівнем шуму.

• Установка і запуск теплових насосів повітря-вода проста.

• Окупність капіталовкладень швидка.

Серії теплових насосів Mycond:

     До популярної в Україні категорії теплових насосів ARCTIC HOME, що випускаються компанією Mycond, належать дві серії агрегатів типу «повітря-вода»: BASIC і SMART. Це теплотехнічне обладнання з найбільш запотребуваною функційністю та оптимальною високоякісною комплектацією. Вони оптимальні для умов більшості регіонів України, працюють на обігрів і кондиціювання приміщень до 320 м2, що найбільш прийнятно щодо приватних будинків, заміських котеджів, дач або котеджів. Це також компактний варіант і для автономного опалення квартир, мансард або пентхаусів. Завдяки продуманій стратегії виробника і відмінній конкурентній ціні, можливість купити ці теплові насоси стала реальною для багатьох власників приватних володінь в Україні. Такі теплові насоси дійсно вигідні для інтеграції в уже встановлену систему обігріву для значного зниження платежів за тепло. ARCTIC HOME – системи для повного комфорту по теплу, холоду і гарячій воді, вони продуктивні до -25 °C.

     У серію Arctic Home Basic втілені необхідна оптимальна функційність (тепло/холод/ГВП), надійна автоматика керування і розумна ціна на тепловий насос. Надійна конструкція теплових насосів і високоякісні комплектуючі (інверторний компресор), погодозалежна автоматика керування, програмований термостат, вбудований нагрівач, а також контроль роботи додаткового джерела тепла, за необхідності, – вся ця розумна функціональність, як і інші переваги, роблять такі моделі теплонасосів вигідними для безлічі застосувань. Обсяги продажів таких теплових насосів в Україні, що встановлюються замість газових котлів, стабільно ростуть.

      Моделі теплових насосів серії Arctic Home Smart відрізняються більш досконалою автоматикою керування при повному наборі можливостей для опалення, охолодження та підігріву води для побуту або для басейну. Інтелектуальна панель керування теплового насоса з LCD-дисплеєм дозволяє налаштувати тижневий графік роботи системи опалення, параметри компресора і вентиляторів зовнішнього блоку, програмувати економні режими роботи теплового насоса, керувати різнотемпературними контурами тощо. Гнучке інверторне керування компресором, циркуляційним насосом і вентиляторами гарантує найбільш економну роботу теплового насоса. Багато позитивних відгуків власників і зростаюча довіра до продукції цього виробника – дійсне тому підтвердження.

Чому саме тепловий насос?

• Це вигідно. Представлений широкий вибір моделей за тепло/холодопродуктивністю. Незважаючи на досить високу ціну, тепловий насос окупається досить швидко завдяки найбільшій економії поточних витрат. Газ постійно дорожчає, а експлуатація електрокотла при довгостроковому використанні обходиться дорожче, ніж усі інші технології.

• Це ефективно. Висока ефективність теплового насоса пояснюється тим, що він не виробляє тепло, а переносить його, на відміну від усіх інших технологій. Він із великим відривом виграє за енергоефективністю, оскільки при споживанні 1 кВт електрики тепловий насос постачає близько 2-5 кВт тепла, що ставить його значно вище рангом, ніж будь-який газовий або електричний котел. При схемі з низькотемпературними фанкойлами і теплими підлогами системи максимально енергоефективні.

• Це безпечно. Тепловий насос абсолютно безпечний у використанні, оскільки при його роботі не потрібні великі напруги, не виділяється ніяких газів і шкідливих компонентів.

• Це екологічно. Із кожним днем проблема забруднення навколишнього середовища стає актуальнішою, і варто звернути увагу на шкідливі викиди від обладнання перед тим, як ми збираємося його придбати. Встановлюючи систему з тепловим насосом, ви піклуєтеся про природу, оскільки ця технологія повністю екологічна і не забруднює навколишнє середовище.

До якої температури працює тепловий насос?

     Теплові насоси діють, витягуючи тепло з шару грунту, навколишнього повітря і низькотемпературне тепло природних водних джерел. Вони можуть також використовувати тепло, що відводиться під час встановлення нових технологічних процесів або видаляється з повітрям вентиляції. Оскільки серед всіх типів більше встановлюють повітряні теплові насоси, мова піде саме про них. Їхнє застосування можливе за умов температур зовнішнього повітря до -20…-25°C.

Як підібрати тепловий насос:

• Порахувати теплопродуктивність теплового насоса для опалення та нагріву води для покриття тепловтрат будівлі з урахуванням розрахункової зимової температури для вашого міста.

• Скорегувати розрахунок по температурі, вище якої відбувається 80-90% всіх навантажень на опалення. Ефективність теплового насоса в такому випадку вища, а ціна обладнання менша.

• Вирахувати потужність теплового насоса по холоду з урахуванням теплонадходжень будівлі (якщо необхідно).

• Обрати з технічних даних від виробника найближче більше значення розрахункової потужності по теплу/холоду теплового насоса.

• Під час проектування системи опалення згідно з будівельних норм враховуються тепловтрати, які показують, яку кількість тепла потрібно подати за 1 годину, щоб підтримувати необхідну температуру повітря в приміщеннях.

Для спрощення для різних типів будівлі втрати тепла можна прийняти:

• Для квартири — 50 Вт на 1 м²

• Для добре утепленого будинку – 60 Вт на 1 м². (Добре утеплений – стіна з піноблоку товщиною близько 300 мм плюс 100 мм утеплювача, дах має 300 мм утеплювача, вікна мають хоча б двокамерні склопакети)

• Для середньо утепленого будинку – 80 Вт на 1 м². (Середньо утеплений – стіна з піноблоку товщиною близько 300 мм із утеплювачем 50 мм, дах має 250 мм утеплювача, вікна мають хоча б двокамерні склопакети.)

• Для погано утепленого будинку – 100 Вт на 1 м². (Погано утеплений – стіна з піноблоку товщиною близько 300 мм, дах має 200 мм утеплювача, вікна однокамерні).

Примітка: звичайно дуже багато залежить від розміру вікон, тому більш точний розрахунок все ж кращий.

Стандартно, помноживши значення питомих тепловитрат на площу будівлі, ми дізнаємося, скільки тепла потрібно подавати кожну годину в помешкання, щоб для умов Києва, коли на вулиці температура зовнішнього повітря -22°C, ми отримали б 20°C в середньому по будинку.

Наприклад, для добре утепленого котеджу 200 м² сумарні тепловтрати за розрахункової зовнішньої температури в -22 °C складуть:

Наприклад для будинку 200 м² і добре утепленого будинку тепловтрати при -22°C буде: 200*60 = 12 000 Вт або 12 кВт.

Обчислюємо необхідну потужність при температурі зовнішнього повітря -7°C:

12*(20-(-7))/(20-(-22))=12*(20+7)/(20+22)=12*27/42=7,71 кВт

Визначаємо параметри теплоносія. Зазвичай їх можна прийняти:

• для старих систем опалення — радіатори та конвектори 80-60°C, тепла підлога – 45-35°C

• для систем сучасних систем опалення радіатори та конвектори 60-40°С тепла підлога – 45-35°C

• для систем опалення під тепловий насос від радіаторів раціональніше відмовитися. Краще застосовувати фанкойли з параметрами — 35/30°C, тепла підлога – 45-35°C.

Для теплових насосів з автоматикою погодного регулювання температуру теплоносія при -7°C можно прийняти:

• для 80-60°C при -7°C приймаємо подачу 62°C

• для 60-40°C при -7°С приймаємо подачу 50°C

• для 45-35°C при -7°C приймаємо подачу 35°C.

Припустимо, що у нас тепловий насос із фанкойлами і теплою підлогою, тобто нам потрібен тепловий насос, який дасть нам за температури зовнішнього повітря -7°C і температури подачі 35°C потужність по теплу 7,71 кВт.
Якщо нам потрібна робота і на кондиціювання, то ми рахуємо теплонадходження, за ними добираємо тепловий насос і далі обираємо агрегат, який може покрити навантаження як по теплу при -7 °C / 35°C, так і по холоду при 35°C / 7°C.
Ми приймаємо питомі теплонадходження в діапазоні 60-100 Вт на 1 м²:

• Для квартир, де мало скління, можна прийняти 60 Вт на 1 м².

• Для котеджів рекомендуємо приймати 80 Вт на 1 м².

• Якщо ж є бажання підстрахуватися у виборі фанкойлів, то їх можна прийняти по 100 Вт на 1 м².

Наприклад, потрібне охолодження в спальні, кабінеті і кухні, у будинку 200 м² – це всього 100 мкв і потреба в холоді становить:

100*80=8 кВт

Якщо тепловий насос Mycond, який ми дібрали на точку бівалентності -7°C зможе видати необхідну кількість холоду, він нам підходить, якщо ні – обираємо наступний по теплу/холоду у модельному і прайсовому ряді теплових насосів, які пропонує виробник.