Як працює тепловий насос для опалення будинку?

Тепловий насос переносить теплову енергію з навколишнього середовища — повітря, ґрунту або іншого доступного джерела — до системи опалення будинку.

Для цього використовується холодильний цикл із випарником, компресором, конденсатором та розширювальним пристроєм.

1. Теплова енергія навколишнього середовища передається холодоагенту у випарнику.
2. Холодоагент переходить у газоподібний стан і надходить до компресора.
3. Компресор підвищує його тиск і температуру.
4. У конденсаторі теплова енергія передається теплоносію системи опалення.
5. Після проходження через розширювальний пристрій цикл повторюється.

Завдяки такому принципу електроенергія використовується переважно для перенесення тепла, а не для його прямого виробництва, як у звичайному електричному котлі.

Важливо: тепловий насос не має постійного співвідношення «1 кВт електроенергії = 4–5 кВт тепла» за будь-яких умов. Фактичний COP та сезонний SCOP залежать від температури джерела тепла, температури теплоносія, режиму роботи та характеристик конкретного обладнання.

Який тепловий насос вибрати для приватного будинку?

Для опалення приватних будинків найчастіше розглядають системи «повітря–вода» та «ґрунт–вода».

Вибір між ними залежить від особливостей об'єкта, необхідної теплової потужності, доступної території, початкового бюджету та бажаного режиму експлуатації.

Для багатьох приватних будинків практичним варіантом є тепловий насос типу «повітря–вода». Однак остаточний вибір потрібно робити після аналізу теплового навантаження та параметрів майбутньої або існуючої системи опалення.

Перед вибором обладнання можна замовити консультацію спеціаліста AES з опалення.

Тепловий насос чи газовий, електричний або твердопаливний котел?

Універсального джерела тепла, яке буде найкращим для кожного будинку, не існує. Рішення необхідно приймати з урахуванням доступних енергоресурсів, характеристик будівлі, режиму експлуатації та вимог власника.

У деяких випадках найбільш доцільним рішенням може бути не вибір одного джерела, а комбінована система опалення, де тепловий насос працює разом із газовим або електричним котлом.

Коли тепловий насос працює найбільш ефективно?

Ефективність теплового насоса визначається не тільки його потужністю або брендом. Велике значення має те, для якого будинку та якої системи опалення він був підібраний.

Найкращі умови для роботи теплового насоса створюються, коли:

• будинок має достатній рівень теплоізоляції;
• виконаний розрахунок тепловтрат;
• потужність обладнання підібрана за розрахунковим навантаженням;
• система працює з відносно низькою температурою теплоносія;
• використовується водяна тепла підлога або правильно підібрані радіатори;
• гідравлічна схема відповідає режимам роботи обладнання;
• налаштована погодозалежна та кімнатна автоматика;
• за необхідності передбачене резервне джерело тепла.

Чим нижча необхідна температура теплоносія, тим сприятливіші умови для ефективної роботи більшості теплових насосів.

Як правильно підібрати потужність теплового насоса?

Підбирати тепловий насос тільки за площею будинку неправильно. Два будинки однакової площі можуть мати суттєво різні тепловтрати через різну конструкцію стін, утеплення, площу скління, вентиляцію та температурний режим.

Саме тому під час проєктування опалення приватного будинку потрібно враховувати не один параметр, а весь тепловий баланс будівлі.

Під час розрахунку враховуються:

• розрахункові тепловтрати будівлі;
• кліматичні умови регіону;
• площа та характеристики огороджувальних конструкцій;
• кількість, площа та характеристики вікон;
• вентиляційні тепловтрати;
• тип системи опалення;
• необхідна температура теплоносія;
• потреба в гарячому водопостачанні;
• доступна електрична потужність;
• необхідність резервного джерела тепла.

Результатом такого розрахунку має бути не просто значення потужності в кВт, а розуміння того, як тепловий насос буде працювати при різних зовнішніх температурах та навантаженнях.

Тепла підлога чи радіатори для теплового насоса?

Тепловий насос особливо добре працює в низькотемпературних системах опалення. Саме тому одним із найбільш відповідних варіантів є водяна тепла підлога, яка здатна передавати необхідну кількість тепла при відносно невисокій температурі теплоносія.

Використання радіаторів також можливе, але їх необхідно правильно підібрати під температурний графік системи.

Якщо існуюче опалення було розраховане на високу температуру подачі від традиційного котла, перед встановленням теплового насоса необхідно перевірити, чи забезпечать радіатори необхідну тепловіддачу при нижчій температурі.

Чи потрібен резервний котел для теплового насоса?

Не завжди тепловий насос повинен бути єдиним джерелом теплової енергії. Для частини будинків технічно доцільною може бути бівалентна або гібридна система опалення.

У такій схемі тепловий насос покриває основну частину теплового навантаження, а електричний, газовий або інший котел використовується як резервне чи пікове джерело.

Автоматика може керувати роботою джерел відповідно до зовнішньої температури, фактичного навантаження та заданих алгоритмів.

Якщо в будинку вже встановлений котел, його не завжди потрібно демонтувати. У певних випадках існуюче обладнання можна інтегрувати в нову систему як резерв.

Скільки електроенергії споживає тепловий насос?

Назвати універсальне споживання для будь-якого приватного будинку неможливо. Воно залежить від тепловтрат, зовнішньої температури, необхідної температури теплоносія, режиму гарячого водопостачання, характеристик обладнання та налаштувань автоматики.

Для оцінки ефективності використовуються коефіцієнти COP та SCOP.

COP характеризує співвідношення теплової енергії, яку передає тепловий насос, до спожитої електричної енергії за конкретних умов.

SCOP використовується для оцінки сезонної ефективності та краще відображає роботу обладнання протягом опалювального періоду.

Що входить у систему опалення з тепловим насосом?

Сам тепловий насос є лише одним із елементів системи. Конкретний склад обладнання залежить від схеми опалення, гарячого водопостачання та вимог конкретного будинку.

Система може включати:

• зовнішній та внутрішній блоки теплового насоса;
• буферну ємність;
• бойлер гарячого водопостачання;
• циркуляційні насоси;
• насосні групи;
• розширювальні ємності;
• гідравлічний роздільник або колектор;
• запірну та регулюючу арматуру;
• датчики температури;
• кімнатні термостати;
• погодозалежну автоматику;
• резервне джерело тепла.

Тому під час вибору теплового насоса важливо оцінювати не лише вартість самого агрегату, а й склад усієї майбутньої системи.

Проєктування системи опалення з тепловим насосом

Проєктування дозволяє узгодити тепловий насос із характеристиками будинку ще до початку монтажу.

На цьому етапі визначаються теплова потужність, температурний графік, гідравлічна схема, тип опалювальних приладів, параметри гарячого водопостачання, резервне джерело та логіка керування.

AES виконує проєктування опалення приватних будинків з урахуванням характеристик будівлі та запланованого обладнання.

Якщо потрібно комплексно опрацювати не тільки опалення, а й вентиляцію та кондиціювання, можна замовити проєктування ОВіК під ключ.

Монтаж теплового насоса та системи опалення

Після проєктування виконується встановлення теплового насоса, трубопроводів, насосного обладнання, ємностей та автоматики.

Важливо не просто підключити окремі компоненти, а забезпечити їхню узгоджену роботу в усіх передбачених режимах.

Під час монтажу можуть виконуватися:

• встановлення зовнішнього блока;
• монтаж внутрішнього гідравлічного модуля;
• прокладання трубопроводів;
• монтаж насосних груп;
• встановлення буферної ємності;
• підключення бойлера гарячого водопостачання;
• інтеграція резервного котла;
• електричне підключення;
• монтаж автоматики;
• пусконалагодження та перевірка режимів роботи.

Інженерна компанія AES виконує монтаж систем опалення у Хмельницькому та Хмельницькій області.

Тепловий насос у новому та вже побудованому будинку

Найпростіше сформувати систему з тепловим насосом ще на етапі проєктування нового будинку. У цьому випадку можна одразу узгодити утеплення, теплові навантаження, теплу підлогу або радіатори, місце для обладнання та електричну потужність.

Проте встановлення теплового насоса можливе і в уже побудованому будинку.

Перед модернізацією потрібно перевірити:

• фактичні тепловтрати будинку;
• стан існуючої системи опалення;
• розміри та потужність радіаторів;
• температурний режим існуючої системи;
• електричну потужність вводу;
• можливість розташування зовнішнього та внутрішнього обладнання;
• можливість збереження існуючого котла як резервного.

Чому тепловий насос потрібно підбирати як частину системи?

Навіть якісний тепловий насос не забезпечить очікуваного результату, якщо його потужність, гідравліка або температурні режими не відповідають будинку.

Саме тому під час реалізації системи потрібно узгодити між собою джерело тепла, теплу підлогу або радіатори, насосні групи, бойлер гарячої води, резервний котел та автоматику.

Для власника це означає, що правильний вибір починається не з питання «яку модель теплового насоса купити?», а з питання «яка система опалення потрібна саме цьому будинку?»

Поширені запитання про опалення приватного будинку тепловим насосом

Опалення приватного будинку тепловим насосом AES

Правильно спроєктована система з тепловим насосом повинна враховувати характеристики не тільки обладнання, а й самого будинку.

Для нового об'єкта доцільно ще на етапі проєктування узгодити теплові навантаження, тип опалювальних приладів, гаряче водопостачання, резервне джерело та автоматику.

Для вже побудованого будинку спочатку необхідно оцінити існуючу систему і визначити, які її компоненти можуть залишитися в роботі після встановлення теплового насоса.

AES може виконати консультацію з опалення, проєктування системи та монтаж опалення.

Завдання AES — підібрати не просто тепловий насос певної потужності, а сформувати систему опалення, параметри якої відповідають тепловим потребам конкретного будинку.