Опалення тепловим насосом “повітря-вода” – особливості та переваги

Вступ

Теплові насоси – найбільш екологічні, технологічні та перспективні види опалювального обладнання на сьогоднішній день. Існує кілька типів теплових насосів:

1. повітря-вода;
2. повітря-повітря
3. вода-вода
4. грунт-вода.

Переваги теплових насосів “повітря-вода”

1. Висока ефективність. Середні річні експлуатаційні витрати вдвічі менші за використання газового котла. Якщо порівнювати з електричними котлами, різниця витрат може досягати коефіцієнта 4.
2. Можливість роботи з усіма джерелами розподілу тепла: радіаторами, теплою підлогою, фанкойлами, ГВП.
3. Робота в режимі опалення взимку та охолодження влітку
4. Широка можливість керування різними контурами в системі опалення: опалення басейну, захист від легіонели, нагрівання бака ГВП, керування насосом рециркуляції, керування температурою теплої підлоги в погодозалежному режимі.

Переваги теплових насосів “повітря-вода” перед іншими типами теплових насосів

1. Простота установки (не потрібно проводити великі земляні роботи)
2. Менші капітальні витрати порівняно з тепловими насосами “вода-вода” та “грунт-вода”
3. Простота в експлуатації та обслуговуванні.

Недоліки теплових насосів “повітря-вода”

1. В середньому на 20% нижче показник COP в порівнянні з грунтовими тепловими насосами – перетворення споживаної електричної енергії на теплову – у порівнянні з тепловими насосами “грунт-вода”
2. Зменшення COP та потужності обладнання залежно від падіння зовнішньої температури. Тобто, чим нижча температура на вулиці, тим менше співвідношення електричної енергії, що витрачається, до теплової, яка отримується.

Принцип роботи теплового насосу “повітря-вода”

Джерелом для роботи теплового насоса є низькопотенційне тепло навколишнього середовища, в даному випадку – повітря.

Етап 1. Вентилятор, який знаходиться у зовнішньому блоці, спрямовує повітря на теплообмінник випарника. Усередині теплообмінника знаходиться фреон, температура якого завжди менша, ніж температура зовнішнього повітря, навіть коли на вулиці -20. Таким чином, ми завжди “забираємо” тепло з повітря.

Етап 2. Фреон надходить у компресор теплового насоса, де дуже сильно стискається – в такий спосіб підвищуючи свою температуру.

Етап 3. Після цього фреон надходить у теплообмінник конденсатора, де віддає своє тепло на систему опалення, тим самим охолоджуючись.

Етап 4. Останній етап – попадання фреону в дросель-клапан, після чого тиск фреону значно падає, тим самим знижуючи температуру. Холодоагент повторно готовий відбирати тепло із зовнішнього повітря.

Застосування та особливості проектування систем опалення на базі теплових насосів “повітря-вода”

Головний показник, на який варто звертати увагу при підборі та проектуванні теплового насоса “повітря-вода” – зниження його потужності та СОР при зниженні температури зовнішнього середовища. А, як ми знаємо, що нижча температура на вулиці – то більше тепла необхідно для нашого будинку. Тому при підборі обладнання даного типу є кілька важливих правил:

1. Вибір точки бівалентності. Точка, при якій максимальна потужність теплового насоса дорівнює тепловій потребі будівлі. Це означає, що якщо температура за бортом опускається нижче за точку бівалентності, тепловий насос не впорається з навантаженням на опалення будинку. Для цього необхідно буде додаткове джерело енергії. Щоб тепловий насос був одночасно і ефективним у період експлуатації і не вимагав високих витрат на етапі купівлі обладнання, потрібно підбирати тепловий насос на -7 ° С зовнішньої температури (точка бівалентності -7 градусів). Середня температура за опалювальний період у Києві та Київській області -1.1°С, це означає, що тепловий насос сам, без додаткових потужностей, буде на 95% справлятися з навантаженням на опалення. А решта часу (5%), коли температура на вулиці падає нижче -7°С, підключається додаткове джерело тепла – газовий або електричний котел. Таким чином ми не переплатимо при покупці теплового насоса і досягнемо максимальної ефективної роботи.

2. Вибір низькотемпературного джерела опалення. Чим нижча температура подачі в систему опалення – тим вища СОР теплового насоса. Тобто тепловий насос – низькотемпературне джерело тепла. Він чудово буде працювати з теплими підлогами та фанкойлами. Це не означає, що з радіаторами він буде неефективним, просто потрібно правильно їх підібрати. Підбір радіаторів для роботи з тепловим насосом здійснюється для температури подачі 40-50 градусів – вони будуть трохи більшими, ніж, скажімо, для газового котла, зате підтримання такого температурного режиму дозволить підвищити показник COP і зменшити експлуатаційні витрати на опалення.

3. Встановлення додаткових елементів для гарячого водопостачання. Якщо Ви хочете використовувати тепловий насос для охолодження будинку в літній період, рекомендується встановлювати сонячні колектори для підігріву бака ГВП. Без них тепловий насос постійно перемикатиметься в режим тепло/холод і залишатиме на тривалий період будинок без холоду.