Тепловой насос и солнечный коллектор для отопления

Тепловые насосы относятся к теплотехническому оборудованию, которое использует тепло альтернативных источников энергии, для переноса его в дом. Это энергоэффективные системы, предназначенные для тепло-холодоснабжения жилых и коммерческих зданий, а также для экономного нагрева воды для бассейна, быта или технологических нужд.

Гелиосистемы используют солнечное излучение для нагревания воды или теплоносителя и переноса тепла в систему горячего водоснабжения и отопления.

Разберемся в особенностях функционирования этих двух систем относительно применения их для отопления частных жилых или коммерческих объектов.

Тепловые насосы: преимущества и функциональность

Не будем останавливаться подробно на описании принципа работы теплового насоса. Об этом можно узнать из других источников.

Главное, что теплонасосное оборудование относится к оборудованию, использующему возобновляемое и бесплатное тепло воздуха, почвы и воды. Теплонасосы действуют на основе технологий, основанных на физических преобразованиях, происходящих с выделением тепла, состояния фреона, который циркулирует в компрессорном контуре теплового насоса. А инверторные технологии управления компрессорами, энергоэффективные насосы и ЕС-вентиляторы, электронное управление - все это обеспечивает высокую энергоэффективность и преимущества тепловых насосов перед другим теплотехническим оборудованием.

Узнаем теперь, как и где нужно устанавливать отдельные типы теплонасосного оборудования. Остановимся на трех основных типах - тепловых насосах "грунт-вода", "воздух-вода", "вода-вода", потому что они непосредственно кроме функции отопления дополнительно греют воду для хозяйственных нужд.

1. Грунтовые или тепловые насосы "грунт-вода" или тепловые насосы "грунт-вода"

• Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
• Берут тепло от слоя почвы (геотермальное исполнение) через горизонтальный коллектор или от вертикальных грунтовых зондов. Горизонтальный коллектор может быть утоплен в водоеме.
• Установка на участке возле объекта, требуются дорогостоящие земляные работы по укладке горизонтального коллектора или бурение и укладка глубинных зондов для качественного теплосъема. Качество слоев грунта влияет на характеристики теплопроизводительности.
• Производительность по теплу и холоду стабильна на протяжении всего года.
• Самые высокие показатели сезонной энергоэффективности, платежи по отоплению сокращаются до 80%.
• Устанавливаются как основной тепловой источник и управляют работой солнечных коллекторов или резервных котлов.

2. Тепловые насосы "вода-вода"

• Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
• Получают тепло из подземного водного горизонта (гидротермальное исполнение).
• Нужен водоносный горизонт на глубине не более 15м с достаточным количеством воды для съема тепла. Требуется высококвалифицированный дорогостоящий монтаж и наладка оборудования.
• Производительность по теплу и холоду постоянная в течение года. Высокие и стабильные показатели энергоэффективности.
• Стабильно всю зиму отапливают дом, управляют по бивалентной схеме резервными источниками - гелиосистемами и котлами.

3. Тепловые насосы "воздух-вода"

• Функции: отопление/охлаждение/нагрев воды.
• Для установки не нужен участок земли или дорогостоящие монтажные работы. Монтаж наружного и внутреннего блоков (или моноблока) профессиональный, занимает мало времени. Для установки блоков не требуется много места.
• Теплопроизводительность меняется в зависимости от температуры атмосферного воздуха. Экономически выгодно использовать тепловой насос "воздух-вода" по бивалентной схеме - с резервным котлом. Может работать в моноэнергетическом режиме автономно, с включением в сильные морозы встроенного многоуровневого электрообогревателя.
• Максимальный показатель сезонной энергоэффективности высокий, но ниже чем у грунтовых ТН.
• Легко устанавливается в уже готовые системы при их модернизации, а также в новые частные дома, в квартиры, на коммерческие объекты.
• Отлично поддерживаются гелиосистемами для производства горячей воды летом, весной и осенью.
• Экономически выгодный вариант с наименьшим сроком окупаемости для внедрения энергосберегающего отопления в новом доме.
• Преимущества управления тепловыми насосами: интеллектуальное программируемое управление через панель управления или удаленный Wi-Fi контроль, адаптируемость с другими системами управления - "умный дом", автоматикой котлов или солнечных станций.

Солнечные коллекторы

Теперь рассмотрим, что могут или не могут, солнечные коллекторы - системы, использующие альтернативный источник - энергию солнца, для нагрева воды или незамерзающего теплоносителя.

Различают несколько типов солнечных коллекторов: вакуумные трубчатые различных конструкций, плоские и гибридные. Различают также сезонные и круглогодичные гелиосистемы. В сезонных (термосифонных) установках подогревается вода, они продуктивно работают только с весны до осени, зимой не используются из-за угрозы замерзания воды. Это отличный вариант для нагрева воды в открытых бассейнах, а также для душевых в домах и базах отдыха, пансионатах или в открытых бассейнах аквапарков.

Круглогодичные вакуумные трубчатые и плоские коллекторы работают продуктивно круглый год, но только в солнечную погоду. Внутри систем циркулирует незамерзающий теплоноситель (например - пропиленгликоль). В гибридных моделях (PVT-коллекторах) - вырабатывается электроэнергия и подогревается вода.

Отметим интересные свойства и функциональность таких систем.

• Функции: нагрев воды.
• Производительность гелиосистем различается в зависимости от интенсивности сезонной солнечной инсоляции в местности установки и пространственной ориентации панелей или трубок.
• Гелиосистемы более эффективны в летнее время, когда солнце наиболее активно посылает тепло. В зимнее время из-за пасмурных дней и меньшего количества тепла, получаемого от солнца, производительность гелиосистем падает в несколько раз и тепла хватает только на частичный нагрев теплоносителя.
• С их помощью можно почти полностью с мая по сентябрь удовлетворить потребности дома, квартиры или коммерческого предприятия в горячей воде. По реальным данным можно получить до 90% от нужного объема горячей воды. В зимнее время производительность гелиосистем падает в 4-5 раз, количество полученного от солнца тепла для подогрева воды падает до 30%.
• Они высчитываются из расчета, что в день на одного члена семьи необходимо подогреть до 40-50 литров воды. Гелиосистема из 30 вакуумных трубок, установленная на крыше дома, способна в летний день подогреть до 280-300 литров воды с температурой до 60 градусов. Этого достаточно для бытовых нужд семьи из 4-6 человек. Ни котел, ни бойлер, включать не нужно.
• Горячая бесплатная вода всегда доступна, если днем светит солнце. Но теплопроизводительность зависит от угла наклона и направления поля коллектора к падающим солнечным лучам.
• Гелиосистемы отлично подходят для комплексных решений по теплоснабжению, включающих котел, автоматику, накопительный бак, бойлер косвенного нагрева и т. д.
• Солнечные коллекторы могут передавать выработанное тепло через промежуточные теплообменники в систему отопления для предварительного нагрева воды в контурах отопления, снимая тепловую нагрузку с котла (теплового насоса).

Теперь сравним, что лучше для отопления: тепловой насос или гелиосистема?

Берем для сравнения, как наиболее доступный по цене и наиболее популярный по запросам, тепловой насос "воздух-вода".

Он не только отапливает и охлаждает комнаты дома, но подогревает воду в нужном количестве. Гелиосистема только греет воду, отлично - летом, но только частично - зимой.

По стоимости тепловой насос Mycond для дома 75-120 м кв., где живет 3-5 человек, может стоить от 3 до 6 тысяч евро, гелиосистема с производительностью по горячей воде до 300 л/сутки - от 3000 долларов.

Тепловой насос справляется с нагрузками стабильно круглый год. Гелиоколлекторы - максимально полезны летом.

Нельзя сказать, что лучше или хуже. И то и другое оборудование ценно по-своему.

Для нагрева воды в душевых на пляже или на базе отдыха, в аквапарке или на мойке машин будут очень полезными вакуумные или плоские коллекторы, которые продуктивно и почти бесплатно греют воду в нужном количестве. Для пляжа лучше подойдут сезонные термосифонные установки с прямым нагревом воды, они более дешевые и быстро окупаются.

Для работы весь год, чтобы сэкономить до 70% затрат на нагрев воды, устанавливают вакуумные трубные или плоские коллекторы. Летом это полностью покрывает все потребности в горячей воде. Зимой - частично, но даже предварительный подогрев воды для системы отопления поможет снизить расходы на отопление.

Гелиосистема может выступать как экономически выгодное дополнение к тепловому насосу. Так и делают многие владельцы частных домов, особенно если есть крытый или открытый бассейн.

Хотя тепловой насос греет горячую воду очень экономно, греть воду летом выгоднее гелиосистемами. Приятно получать горячую воду почти даром. И тепловой насос будет работать дольше.

Вы платите еще меньше по отоплению и ГВС зимой, а летом не платите ничего, кроме расходов за электричество на работу бытовых приборов и за использование газовой плиты, если она есть.

Выводы

Что лучше для отопления? Конечно - тепловой насос. Сначала нужно рассчитать, подобрать и купить тепловой насос. Заключить договор со специализированной компанией и установить его с последующим сервисным обслуживанием. А через год или несколько лет установить в пару к тепловому насосу солнечные коллекторы. Покупать и то и другое лучше через программу IQ-Energy, или через банковские "зеленые" кредитные программы, с экономией до 30 -35%, потраченных на это энергосберегающее оборудование, средств. Вы сэкономите до 75% годовых расходов на ГВС, сэкономите электроэнергию, будете более выгодно использовать тепловой насос.