Тепловий насос і сонячний колектор для опалення

Теплові насоси відносяться до теплотехнічного обладнання, яке використовує тепло альтернативних джерел енергії, для перенесення його в будинок. Це енергоефективні системи, призначені для тепло-холодопостачання житлових і комерційних будівель, а також для економного нагріву води для басейну, побуту або технологічних потреб.

Геліосистеми використовують сонячне випромінювання для нагрівання води або теплоносія і перенесення тепла в систему гарячого водопостачання та опалення.

Розберемося в особливостях функціонування цих двох систем щодо застосування їх для опалення приватних житлових або комерційних об’єктів.

Теплові насоси: переваги та функціональність

Не будемо зупинятися докладно на описі принципу роботи теплового насоса. Про це можна дізнатися з інших джерел.

Головне, що теплонасосне обладнання відноситься до обладнання, що використовує поновлюване та безкоштовне тепло повітря, ґрунту і води. Теплонасоси діють на основі технологій, заснованих на фізичних перетвореннях, що відбуваються з виділенням тепла, стану фреону, який циркулює в компресорному контурі теплового насосу. А інверторні технології управління компресорами, енергоефективні насоси і ЕС-вентилятори, електронне управління – все це забезпечує високу енергоефективність і переваги теплових насосів перед іншим теплотехнічних обладнанням.

Дізнаємося тепер, як і де потрібно встановлювати окремі типи теплонасосного обладнання. Зупинимося на трьох основних типах – теплових насосах “ґрунт-вода”, “повітря-вода”, “вода-вода”, тому що вони безпосередньо крім функції опалення додатково гріють воду для господарських потреб.

1. Ґрунтові або теплові насоси “ґрунт-вода”

• Функції: опалення/охолодження/нагрів води.
• Беруть тепло від шару ґрунту (геотермальне виконання) через горизонтальний колектор або від вертикальних ґрунтових зондів. Горизонтальний колектор може бути втоплений у водоймі.
• Установка на ділянці біля об’єкту, потрібні дороговартісні земляні роботи з укладання горизонтального колектора або буріння і укладання глибинних зондів для якісного теплозйому. Якість шарів ґрунту впливає на характеристики теплопродуктивності.
• Продуктивність по теплу і холоду стабільна протягом усього року.
• Найвищі показники сезонної енергоефективності, платежі по опаленню скорочуються до 80%.
• Встановлюються як основне теплове джерело і керують роботою сонячних колекторів або резервних котлів.

2. Теплові насоси «вода-вода»

• Функції: опалення/охолодження/нагрів води.
• Отримують тепло з підземного водного горизонту (гідротермальне виконання).
• Потрібний водоносний горизонт на глибині не більше 15м з достатньою кількістю води для зйому тепла. Потрібен висококваліфікований дорогий монтаж і налагодження обладнання.
• Продуктивність по теплу та холоду постійна протягом року. Високі і стабільні показники енергоефективності.
• Стабільно всю зиму опалюють будинок, керують по бівалентній схемі резервними джерелами – геліосистемами та котлами.

3. Теплові насоси «повітря-вода»

• Функції: опалення/охолодження/нагрів води.
• Для установки не потрібна ділянка землі або дорогі монтажні роботи. Монтаж зовнішнього і внутрішнього блоків (або моноблока) професійний, займає мало часу. Для установки блоків не потрібно багато місця.
• Теплопродуктивність змінюється в залежності від температури атмосферного повітря. Економічно вигідно використовувати тепловий насос «повітря-вода» по бівалентній схемі – з резервним котлом. Може працювати в моноенергетичному режимі автономно, з ввімкненням в сильні морози вбудованого багаторівневого електрообігрівача.
• Максимальний показник сезонної енергоефективності високий, але нижче ніж у ґрунтових ТН.
• Легко встановлюється в уже готові системи при їх модернізації, а також в нові приватні будинки, в квартири, на комерційні об’єкти.
• Відмінно підтримуються геліосистемами для виробництва гарячої води влітку, навесні та восени.
• Економічно вигідний варіант з найменшим строком окупності для впровадження енергозберігаючого опалення в новому будинку.
• Переваги управління тепловими насосами: інтелектуальне програмоване управління через панель управління або віддалений Wi-Fi контроль, адаптованість з іншими системами управління – «розумний будинок», автоматикою котлів або сонячних станцій.

Сонячні колектори

Тепер розглянемо, що можуть або не можуть, сонячні колектори – системи, що використовують альтернативне джерело – енергію сонця, для нагріву води або незамерзаючого теплоносія.

Розрізняють декілька типів сонячних колекторів: вакуумні трубчасті різних конструкцій, плоскі та гібридні. Розрізняють також сезонні і цілорічні геліосистеми. У сезонних (термосифонних) установках підігрівається вода, вони продуктивно працюють тільки з весни до осені, взимку не використовуються через загрозу замерзання води. Це відмінний варіант для нагріву води у відкритих басейнах, а також для душових в будинках і базах відпочинку, пансіонатах або в відкритих басейнах аквапарків.

Цілорічні вакуумні трубчасті і плоскі колектори працюють продуктивно цілий рік, але тільки в сонячну погоду. Усередині систем циркулює незамерзаючий теплоносій (наприклад – пропіленгліколь). У гібридних моделях (PVT-колекторах) – виробляється електроенергія і підігрівається вода.

Відзначимо цікаві властивості та функціональність таких систем.

• Функції: нагрів води.
• Продуктивність геліосистем різниться в залежності від інтенсивності сезонної сонячної інсоляції в місцевості установки і просторової орієнтації панелей або трубок.
• Геліосистеми більш ефективні в літню пору, коли сонце найбільш активно посилає тепло. У зимовий час через похмурі дні і меншу кількості тепла, одержуваного від сонця, продуктивність геліосистем падає в кілька разів і тепла вистачає тільки на частковий нагрів теплоносія.
• З їх допомогою можна майже повністю з травня по вересень задовольнити потреби будинку, квартири або комерційного підприємства в гарячій воді. За реальними даними можна отримати до 90% від потрібного обсягу гарячої води. У зимовий час продуктивність геліосистем падає в 4-5 разів, кількість отриманого від сонця тепла для підігріву води падає до 30%.
• Вони вираховуються з розрахунку, що в день на одного члена сім’ї необхідно підігріти до 40-50 літрів води. Геліосистема з 30 вакуумних трубок, встановлена ​​на даху будинку, здатна в літній день підігріти до 280-300 літрів води з температурою до 60 градусів. Цього достатньо для побутових потреб сім’ї з 4-6 чоловік. Ні котел, ні бойлер, включати не потрібно.
• Гаряча безкоштовна вода завжди доступна, якщо вдень світить сонце. Але теплопродуктивність залежить від кута нахилу і напрямку поля колектора до падаючих сонячних променів.
• Геліосистеми відмінно підходять для комплексних рішень з теплопостачання, що включають котел, автоматику, накопичувальний бак, бойлер непрямого нагріву і т. д.
• Сонячні колектори можуть передавати вироблене тепло через проміжні теплообмінники в систему опалення для попереднього нагріву води в контурах опалення, знімаючи теплове навантаження з котла (теплового насоса).

Тепер порівняємо, що краще для опалення: тепловий насос або геліосистема?

Беремо для порівняння, як найбільш доступний за ціною і найбільш популярний за запитами, тепловий насос “повітря-вода”.

Він не тільки опалює та охолоджує кімнати будинку, але підігріває воду в потрібній кількості. Геліосистема тільки гріє воду, відмінно – влітку, але тільки частково – взимку.

За вартістю тепловий насос Mycond для будинку 75-120 м кв., де живе 3-5 чоловік, може коштувати від 3 до 6 тисяч євро, геліосистема з продуктивністю по гарячій воді до 300 л/добу – від 3000 доларів.

Тепловий насос справляється з навантаженнями стабільно цілий рік. Геліоколектори -максимально корисні влітку.

Не можна сказати, що краще або гірше. І те і інше обладнання цінне по-своєму.

Для нагріву води в душових на пляжі або на базі відпочинку, в аквапарку або на мийці машин будуть дуже корисними вакуумні або плоскі колектори, які продуктивно і майже безкоштовно гріють воду в потрібній кількості. Для пляжу краще підійдуть сезонні термосифонні установки з прямим нагріванням води, вони більш дешеві та швидко окупаються.

Для роботи весь рік, щоб заощадити до 70% витрат на нагрів води, встановлюють вакуумні трубні або плоскі колектори. Влітку це повністю покриває всі потреби в гарячій воді. Взимку – частково, але навіть попередній підігрів води для системи опалення допоможе знизити витрати на опалення.

Геліосистема може виступати як економічно вигідне доповнення до теплового насосу. Так і роблять багато власників приватних будинків, особливо якщо є критий або відкритий басейн.

Хоча тепловий насос гріє гарячу воду дуже економно, гріти воду влітку вигідніше геліосистемами. Приємно отримувати гарячу воду майже задарма. І тепловий насос буде працювати довше.

Ви платите ще менше по опаленню і ГВП взимку, а влітку не платите нічого, крім витрат за електрику на роботу побутових приладів і за використання газової плити, якщо вона є.

Висновки

Що краще для опалення? Звичайно – тепловий насос. Спочатку потрібно розрахувати, підібрати і купити тепловий насос. Укласти договір зі спеціалізованою компанією та встановити його з подальшим сервісним обслуговуванням. А через рік або кілька років встановити в пару до теплового насосу сонячні колектори. Купувати і те й інше краще через програму IQ-Energy, або через банківські “зелені” кредитні програми, з економією до 30 -35%, витрачених на це енергозберігаюче обладнання, коштів. Ви заощадите до 75% річних витрат на ГВП, заощадите електроенергію, будете більш вигідно використовувати тепловий насос.