Как работает тепловой насос для отопления дома?

Тепловой насос переносит тепловую энергию из окружающей среды – воздуха, грунта или другого доступного источника – в систему отопления дома.

Для этого используется холодильный цикл с испарителем, компрессором, конденсатором и расширительным устройством.

1. Тепловая энергия окружающей среды передается хладагента в испарителе.
2. Хладагент переходит в газообразное состояние и поступает к компрессору.
3. Компрессор увеличивает его давление и температуру.
4. В конденсаторе тепловая энергия передается теплоносителю системы отопления.
5. После прохождения через расширительное устройство повторяется цикл.

Благодаря такому принципу, электроэнергия используется преимущественно для переноса тепла, а не для его прямого производства, как в обычном электрическом котле.

Важно: тепловой насос не имеет постоянного соотношения "1 кВт электроэнергии = 4-5 кВт тепла" при любых условиях. Фактические COP и сезонные SCOP зависят от температуры источника тепла, температуры теплоносителя, режима работы и характеристик конкретного оборудования.

Какой тепловой насос выбрать для дома?

Для отопления частных домов чаще всего рассматривают системы «воздух-вода» и «почва-вода» .

Выбор между ними зависит от особенностей объекта, необходимой тепловой мощности, доступной территории, исходного бюджета и желаемого режима эксплуатации.

Для многих частных домов практичным вариантом является тепловой насос типа «воздух-вода». Однако окончательный выбор следует производить после анализа тепловой нагрузки и параметров будущей или существующей системы отопления.

Перед выбором оборудования можно заказать консультацию специалиста AES по отоплению.

Тепловой насос или газовый, электрический или твердотопливный котёл?

Универсального источника тепла, который будет самым лучшим для каждого дома, не существует. Решения необходимо принимать с учетом доступных энергоресурсов, характеристик здания, режима эксплуатации и требований собственника.

В некоторых случаях наиболее предпочтительным решением может быть не выбор одного источника, а комбинированная система отопления , где тепловой насос работает вместе с газовым или электрическим котлом.

Когда тепловой насос работает наиболее эффективно?

Эффективность теплового насоса определяется не только его мощностью или брендом. Большое значение имеет то, для какого дома и какой системы отопления он был подобран.

Лучшие условия для работы теплового насоса создаются, когда:

• дом имеет достаточный уровень теплоизоляции;
• выполнен расчет теплопотерь;
• мощность оборудования подобрана по расчетной нагрузке;
• система работает с относительно низкой температурой теплоносителя;
• используется водяной теплый пол или правильно подобранные радиаторы;
• гидравлическая схема соответствует режимам работы оборудования;
• при необходимости предусмотрен резервный источник тепла.

Чем ниже температура теплоносителя, тем более благоприятны условия для эффективной работы большинства тепловых насосов.

Как правильно подобрать мощность теплового насоса?

Подбирать тепловой насос только по площади дома неправильно. Два дома одинаковой площади могут иметь существенно разные теплопотери через разную конструкцию стен, утепление, площадь остекления, вентиляцию и температурный режим.

Именно поэтому при проектировании отопления частного дома следует учитывать не один параметр, а весь тепловой баланс здания.

При расчете учитываются:

• расчетные теплопотери здания;
• климатические условия региона;
• площадь и характеристики ограждающих конструкций;
• количество, площадь и характеристики окон;
• вентиляционные теплопотери;
• тип системы отопления;
• необходимая температура теплоносителя;
• потребность в горячем водоснабжении;
• доступная электрическая мощность;
• необходимость резервного источника тепла

Результатом такого расчета должно быть не просто значение мощности в кВт, а понимание того, как тепловой насос будет работать при разных внешних температурах и нагрузках.

Теплый пол или радиаторы для теплового насоса?

Тепловой насос особенно хорошо работает в низкотемпературных отопительных системах. Именно поэтому одним из наиболее подходящих вариантов является водяной теплый пол , способный передавать необходимое количество тепла при относительно невысокой температуре теплоносителя.

Использование радиаторов возможно, но их необходимо правильно подобрать под температурный график системы.

Если существующее отопление рассчитано на высокую температуру подачи от традиционного котла, перед установкой теплового насоса необходимо проверить, обеспечат ли радиаторы необходимую теплоотдачу при более низкой температуре.

Нужен ли резервный котел для теплового насоса?

Не всегда тепловой насос должен быть единственным источником тепловой энергии. Для части домов технически целесообразной может быть бивалентная или гибридная система отопления .

В такой схеме тепловой насос покрывает основную часть тепловой нагрузки, а электрический, газовый или другой котел используется в качестве резервного или пикового источника.

Автоматика может управлять работой источников в соответствии с внешней температурой, фактической нагрузкой и заданными алгоритмами.

Если в доме установлен котел, его не всегда нужно демонтировать. В некоторых случаях существующее оборудование можно интегрировать в новую систему как резерв.

Сколько потребляет тепловой насос электроэнергии?

Назвать универсальное потребление для любого частного дома невозможно. Оно зависит от теплопотерь, наружной температуры, требуемой температуры теплоносителя, режима горячего водоснабжения, характеристик оборудования и настроек автоматики.

Для оценки эффективности используются коэффициенты COP и SCOP .

COP характеризует соотношение тепловой энергии, передаваемой тепловым насосом, к потребленной электрической энергии при конкретных условиях.

SCOP используется для оценки сезонной эффективности и лучше отображает работу оборудования в течение отопительного периода.

Что входит в систему отопления с тепловым насосом?

Сам тепловой насос является одним из элементов системы. Конкретный состав оборудования зависит от схемы отопления, горячего водоснабжения и требований дома.

Система может включать:

• наружный и внутренний блоки теплового насоса;
• буферную емкость;
• бойлер горячего водоснабжения;
• циркуляционные насосы;
• насосные группы;
• расширительные емкости;
• гидравлический разделитель или коллектор;
• запорную и регулирующую арматуру;
• датчики температуры;
• комнатные термостаты;
• погодозависимую автоматику;
• резервный источник тепла

Поэтому при выборе теплового насоса важно оценивать не только стоимость агрегата, но и состав всей будущей системы.

Проектирование позволяет согласовать тепловой насос с характеристиками дома до начала монтажа.

На этом этапе определяется тепловая мощность, температурный график, гидравлическая схема, тип отопительных приборов, параметры горячего водоснабжения, резервный источник и логика управления.

AES производит проектирование отопления частных домов с учетом характеристик здания и запланированного оборудования.

Если нужно комплексно проработать не только отопление, но и вентиляцию и кондиционирование, можно заказать проектирование ОВиК под ключ.

Монтаж теплового насоса и системы отопления

После проектирования производится установка теплового насоса, трубопроводов, насосного оборудования, емкостей и автоматики.

Важно не просто подключить отдельные компоненты, а обеспечить их согласованную работу во всех предусмотренных режимах.

При монтаже могут выполняться:

• установка наружного блока;
• монтаж внутреннего гидравлического модуля;
• прокладка трубопроводов;
• монтаж насосных групп;
• установка буферной емкости;
• подключение бойлера горячего водоснабжения;
• интеграция резервного котла;
• электрическое подключение;
• монтаж автоматики;
• пусконаладка и проверка режимов работы.

Инженерная компания AES производит монтаж систем отопления в Хмельницком и Хмельницкой области.

Тепловой насос в новом и уже построенном доме

Проще всего сформировать систему с тепловым насосом еще на этапе проектирования нового дома. В этом случае можно сразу согласовать утепление, тепловые нагрузки, теплые полы или радиаторы, место для оборудования и электрическую мощность.

Однако установка теплового насоса возможна и в уже построенном здании.

Перед модернизацией следует проверить:

• фактические теплопотери дома;
• состояние существующей системы отопления;
• размеры и мощность радиаторов;
• температурный режим существующей системы;
• электрическую мощность ввода;
• возможность расположения наружного и внутреннего оборудования;
• возможность сохранения существующего котла в качестве резервного.

Почему тепловой насос необходимо подбирать как часть системы?

Даже качественный тепловой насос не обеспечит ожидаемого результата, если его мощность, гидравлика или температурные режимы не соответствуют зданию.

Именно поэтому при реализации системы необходимо согласовать между собой источник тепла, теплый пол или радиаторы, насосные группы, бойлер горячей воды, резервный котел и автоматику.

Для владельца это означает, что правильный выбор начинается не с вопроса «какую модель теплового насоса купить?» , а по вопросу «какая система отопления нужна именно этому дому?»

Часто задаваемые вопросы об отоплении частного дома тепловым насосом

Отопление частного дома тепловым насосом AES

Правильно спроектированная система с тепловым насосом должна учитывать характеристики не только оборудования, но и самого дома.

Для нового объекта целесообразно на этапе проектирования согласовать тепловые нагрузки, тип отопительных приборов, горячее водоснабжение, резервный источник и автоматику.

Для уже построенного дома вначале нужно оценить существующую систему и найти, какие её составляющие могут остаться в работе после установки теплового насоса.

AES может выполнить консультацию по отоплению, проектированию системы и монтажу отопления.

Задача AES – подобрать не просто тепловой насос определенной мощности, а сформировать систему отопления, параметры которой отвечают тепловым потребностям конкретного дома.