Тепловий насос для опалення будинку — найкраща альтернатива традиційним системам обігріву

Тепловий насос для опалення будинку — найкраща альтернатива традиційним системам обігріву

Для більшості власників приватних будинків кожен опалювальний сезон пов’язаний із великими витратами на енергоносії. Враховуючи постійне зростання тарифів на електрику, газ та підвищення цін на дрова та вугілля, обігрівати домівку щороку стає усе дорожче.

Найкращою альтернативою традиційному електричному або газовому котлу є тепловий насос для опалення. Ці прилади з’явились на вітчизняному ринку приблизно 15 років тому, але справжню популярність здобули лише кілька років тому. Причина зростання попиту на це обладнання дуже проста: перші теплові насоси коштували дуже дорого, тому дозволити їх собі могли лише заможні власники приватних домівок і котеджів. Але вони також не поспішали витрачати гроші на оновлення системи обігріву, бо вартість електроенергії та природного газу була значно нижчою, ніж зараз, тому теплові насоси для опалення будинку були майже не затребувані. Зараз ситуація кардинально змінилась, бо на ринку опалювального обладнання з’явилось багато теплових насосів від різних європейських та азійських виробників. Зростання пропозицій спричинило жорстку конкуренцію, тому вартість обладнання з кожним роком стає більш доступною.

Розглянемо детальніше, якими бувають теплові насоси для опалення приватного будинку, як вони працюють та наскільки це обладнання більш ефективне порівняно з класичним газовим або електричним котлом.

Теплові насоси: що це за пристрої та як вони працюють?

Теплові насоси — це окрема категорія опалювальних пристроїв, які перетворюють енергію навколишнього середовища на тепло. Залежно від типу обладнання джерелом енергії може бути повітря, земля або вода.

Щоб розібратися, як працює пристрій, розглянемо найпоширеніші моделі типу «повітря–вода». Зазвичай такий теплонасос для будинку складається з двох блоків — зовнішнього та внутрішнього, але також є і моноблочні системи Зовнішній модуль містить компресор і випарник, а внутрішній — конденсатор. Обидва блоки пов’язані між собою магістраллю, якою циркулює фреон.

Працює обладнання згідно з циклом Карно:

• У зовнішньому контурі температура фреону буде завжди нижчою, ніж температура повітря. Згідно з законами термодинаміки, тепло від більш нагрітого об’єкта або середовища передається менш нагрітому носію.

• При контакті з зовнішнім повітрям фреон, що міститься у випарнику, починає «закипати», перетворюючись на газ.

• Компресор створює підвищений тиск, завдяки якому газ збільшує свою температуру.

• Потрапляючи в конденсатор, розігріта газоподібна речовина віддає своє тепло менш нагрітому носію і переходить у стан рідини.

• Охолоджена рідина потрапляє через розширювальний клапан у зовнішній контур, де знову забирає тепло з повітря.

• Цикл повторюється.

Теплова енергія з конденсатора передається теплоносію, який циркулює по трубах у системі водяного опалення.

Роботу цих пристроїв можна порівняти з кондиціонером або холодильником, тільки вони працюють у реверсивному режимі (замість подачі холоду виділяють тепло).

Якими бувають теплові насоси та чим вони відрізняються між собою?

Теплові насоси для обігріву будинку мають такі відмінності:

• середовище, з якого прилад забирає тепло;

• тип компресора;

• функціональні можливості.

Розглянемо ці особливості докладніше.

Тип середовища

Прилади можуть забирати тепло з повітря, землі чи води, тому вони мають характерні назви, наприклад, «повітря–вода» або «повітря–повітря». Тепловий насос для опалення будинку, який бере енергію з води або землі, ще називають геотермальним.

У кожного типу обладнання є свої особливості, переваги та нюанси. Найпоширенішими є прилади типу «повітря–вода». Вони не потребують складного монтажу, легко інтегруються в існуючу систему водяного опалення та мають доступну ціну. Єдиний нюанс — їхня ефективність залежить від температури навколишнього середовища.

Найдоступнішими за ціною є прилади типу «повітря–повітря». Вони зовні дуже нагадують звичайну спліт-систему й монтуються аналогічно. Головний недолік такого приладу — неможливість інтегрування в систему водяного опалення, проте такі теплові насоси можна встановлювати в будь-які житлові приміщення, включно з квартирами.

Геотермальні системи вирізняються стабільною роботою, тому що їхня ефективність не залежить від температури повітря на вулиці. Робочий контур, яким циркулює теплоносій (так званий розсіл), розміщений глибоко під землею, нижче точки замерзання, де температура завжди стабільна. Опалення будинку тепловими насосами геотермального типу вважається найефективнішим, але вартість під ключ такої системи буде дуже високою. Це пов’язано не тільки з вартістю обладнання, а й дорогим монтажем, який включає масштабні земляні роботи.

Прилади типу «вода–вода» також відносять до категорії геотермального обладнання, тільки робочий контур із теплоносієм розташований на дні водойми. Альтернативний варіант встановлення там, де поруч немає річки чи ставка, — в джерело ґрунтових вод. Монтаж такого обладнання також коштуватиме дорого через масштабні земляні роботи.

Компресор

Компресор — це «серце» будь-якого теплового насоса. Саме він створює необхідний тиск усередині системи, завдяки якому газоподібний фреон підвищує свою температуру та має можливість віддавати тепло в опалювальний контур.

Компресори бувають двох типів — класичні та інверторні. Перший варіант — це агрегат, який масово встановлювали у бюджетних холодильниках і побутових кондиціонерах ще 10–12-років тому, але зараз майже не використовується в побутових теплових насосах. Прилад працює циклічно, з перервами. Система проста, але має свої недоліки, головний з яких — неможливість підтримувати стабільну температуру з високою точністю. Також звичайні компресори не можуть тривалий час працювати при мінусових температурах повітря.

Інверторні агрегати працюють майже весь час, а не циклічно, а їхню роботу контролює електроніка, яка уповільнює або пришвидшує швидкість обертання вала залежно від поточного стану всієї системи. Що ближче до заданої температури, то повільніші оберти, а коли потрібні технічні показники досягнуті, інверторний компресор вимикається.

Які переваги має інверторна технологія:

• Компресор може працювати при температурах повітря до -25 ˚С та нижче, що дає змогу встановлювати ефективні системи опалення в будь-якому регіоні України.

• Підвищена надійність. Компресори з інверторним керуванням мають збільшений експлуатаційний ресурс, тому що розраховані на безперервну роботу.

• Економія електроенергії. Звичайний компресор під час кожного пуску споживає енергії у 3–6 разів більше, ніж при нормальній роботі. У інверторного мотора немає поняття «пускового струму», тому що він плавно запускається та поступово розганяється до потрібних обертів, після чого електрона система автоматично контролює потужність, зменшуючи чи збільшуючи кількість обертів.  У підсумку, загальне зниження споживання електроенергії становить близько 20%, тому система опалення інверторним тепловим насосом вважається більш енергоефективною та економічною.

• Низький рівень шуму. Завдяки відсутності циклів увімкнення-вимкнення компресори інверторного типу працюють значно тихіше та майже не дають вібрації. Це особливо відчутно, якщо зовнішній блок теплового насоса розміщений на фасаді поруч із вікном.

Тепловий насос для опалення приватного будинку з інверторним компресором — це сучасне рішення для системи опалення приватних будинків, яке стабільно буде працювати в широкому температурному діапазоні та економно споживатиме електроенергію.

Функціональні можливості

Теплові насоси можуть використовуватись не тільки для обігріву приміщення, а й для приготування гарячої води та навіть для кондиціювання повітря в літню спеку.

Щоб отримати гарячу воду, достатньо в систему водяного опалення інтегрувати бойлер непрямого нагріву. Проходячи крізь теплообмінник, теплоносій додатково підігріватиме воду, не витрачаючи електрику або інші енергоносії.

Якщо встановити систему фанкойлів, то через них тепловий насос зможе охолоджувати приміщення, фактично перетворюючись на кондиціонер.

Переваги теплових насосів для обігріву будинку перед іншими опалювальними приладами

Опалення приватного дому тепловим насосом має багато переваг порівняно з класичними системами обігріву, реалізованими на базі газового або електричного котла:

• Екологічність. Тепловий насос споживає лише електроенергію і не потребує палива, тому під час роботи не виділяє продуктів горіння, на відміну від газового котла.

• Ергономічність. У моделях з двома модулями зовнішній блок — найбільш масивна частина обладнання, що розміщується за межами приміщення. Таке рішення заощаджує вільний простір в  оселі й не турбує мешканців шумом працюючого компресора.

• Багатофункціональність. Більшість теплових насосів можуть працювати в режимі «3-в-1»:  обігрів, гаряча вода та охолодження. Натомість максимум, на що здатні будь-які котли, — це опалення та приготування гарячої води.

• Безпека. На відміну від газового чи твердопаливного котла, ТН для опалення будинку працює без відкритого вогню, що робить його 100% пожежобезпечним. У разі збоїв у роботі обладнання його вимкне автоматика.

Ключова перевага, яку має система опалення тепловим насосом, — це енергоефективність та економія ресурсів.

Тепловий насос під час своєї роботи витрачає електрику, але віддає суттєво більше енергії у вигляді тепла. Показник енергоефективності обладнання позначається коефіцієнтом СОР (Coefficient Of Performance). Він показує співвідношення між витраченою і наданою енергією. Наприклад, якщо СОР дорівнює 4, це означає, що тепловий насос на кожний спожитий кіловат електрики видає 4 кВт тепла.

Фактично енергоефективність опалення тепловим насосом будинку буде вищою у 2,5–3 рази порівняно з електрокотлом та на 30–40% кращою, ніж у системи на базі газового котла.

Вибираємо тепловий насос для опалення: на що потрібно звернути увагу?

Перед тим, як вибрати тепловий насос для приватного будинку, потрібно врахувати такі моменти:

• Тип обладнання та технічна можливість встановлення. Наприклад, якщо у вас невеличка прибудинкова територія, встановити геотермальне обладнання не вийде. У такому випадку краще замовити прилади типу «повітря–вода» або «повітря–повітря».

• Потужність. Підбираючи пристрій із конкретною потужністю, необхідно врахувати теплові втрати будинку.

• Бажаний функціонал — обігрів, приготування гарячої води, охолодження повітря.

• Додаткові опції — можливість інтеграції з системою «розумний дім», під’єднання погодозалежної автоматики, можливість керування системою опалення дистанційно через застосунок у смартфоні.

Також варто звернути увагу на ціни. Якісний тепловий насос для приватного будинку не може коштувати занадто дешево. Нетипово низька ціна може бути зумовлена тим, що вам пропонують несертифіковане обладнання від невідомих виробників.

Щоб більше дізнатись про вибрану модель, варто подивитись відгуки на теплові насоси для опалення дому від реальних користувачів.

Правильно підібране обладнання забезпечить ефективний та економічний обігрів вашої оселі, а всі витрати окупляться за 3–5 років.