Тепловий насос є енергоефективним та екологічним рішенням для опалення будівель. Причому будь-яких, оскільки джерело тепла - ґрунт, вода або повітря є скрізь. Однак, не всі теплові насоси однаково ефективні, тож далі поговоримо про їх особливості та фактори, що впливають на продуктивність.
Як тепловий насос отримує енергію з навколишнього середовища
Перш за все, давайте розберемося, як працює тепловий насос, бо саме це кардинально відрізняє його від інших систем опалення. Тепловий насос - це пристрій, який перетворює низькопотенційну теплову енергію з навколишнього середовища в більш високопотенційне тепло, яке використовується для опалення та підігріву води, як для побутових цілей так і для комерційних. Він поглинає накопичене від сонячного випромінювання тепло з ґрунту, води (ґрунтових вод) чи атмосферного повітря і передає його в опалювальний контур будинку і контур циркуляції гарячої води.
Тепло не може самостійно переходити від холодного тіла до більш теплого. Воно завжди переходить від тіла з вищою температурою до тіла з нижчою температурою (другий закон термодинаміки). Принцип роботи теплового насоса обернений до принципу роботи звичайного холодильника - видобуває з навколишнього середовища тепло, яке може бути використане для обігріву та гарячого водопостачання (ГВП). Щоб перенести поглинуту з навколишнього середовища теплову енергію і вивести її на температурний рівень, необхідний для опалення і гарячого водопостачання, тепловому насосу потрібен електричний струм, який забезпечує роботу компресора. Холодоагент відбирає тепло з повітря, води або ґрунту, потім піддається стисненню в компресорі. Температура холодоагента росте, він має низьку температуру кипіння і переходить в газоподібний стан. Далі холодоагент надходить в конденсатор. Там він віддає температуру, нагріваючи воду, що циркулює в системі опалення будинку, і знову перетворюється на рідину. Цикл повторюється.
Отже, для роботи компресора потрібна електроенергія. Ефективність конкретного теплового насоса визначається його коефіцієнтом продуктивності (COP - Сoefficient of Рerformance). Чим вищий СОР, тим ефективніше працює тепловий насос. СОР обчислюється як відношення кількості виробленої теплової енергії до кількості спожитої електричної енергії. Наприклад, якщо тепловий насос споживає 1 кВт електроенергії та видає 3 кВт тепла, то його СОР становитиме 3/1=3.
Чим вищою є вихідна температура гарячої води від теплвоого насоса до системи опалення, тим менший СОР. Саме тому, в тандемі з тепловим насосом рекомендовано використовувати низькотемпературні системи опалення, такі як тепла підлога чи теплі стіни. В такому випадку комфотна температура в будинку забезпечується за рахунок більшої площі обігріву, але з нижчою температурою подачі в контурі системи опалення.
Які технічні характеристики теплового насоса визначають його ефективність
Коли говорять про ефективність теплового насоса, перш за все мають на увазі його тип, який залежить від джерела тепла. Достатня температура джерела тепла та її стабільність протягом року, гарантують безвідмовну роботу і високу ефективність системи. Очевидно, що в умовах сильних морозів, повітряний тепловий насос не може видобувати достатньо тепла, щоб покрити зростаючі потреби будівлі в опаленні. Натомість, геотермальний тепловий насос зберігає високу ефективність за будь-яких зовнішніх умов: температура в глибинних шарах грунту, який виступає джерелом енергії для нього, залишається стабільною.
Відповідно, значення коефіцієнта ефективності теплового насоса (СОР), який показує скільки кіловат теплової енергії можна отримати на кожен кіловат спожитої електроенергії, в першу чергу залежить від його типу:
- Геотермальні теплові насоси мають СОР 3-5
- Теплові насоси типу “повітря-вода” мають СОР 2-4
- Теплові насоси типу “повітря-повітря” мають СОР 2-3
Для порівняння СОР газового котла становить 0,93 (невелика кількість енергії витрачається в процесі видобутку теплової енергії шляхом спалювання газу).
Разом з тим, навіть найефективніший тепловий насос не виправдає ваших сподівань, якщо допущені помилки при проектуванні чи монтажі системи опалення. Серед ключових факторів, що впливають на ефективність систем опалення на базі теплових насосів можна виділити наступні:
- Правильно підібраний розмір (потужність) теплового насоса
- Виконання системи опалення (радіатори правильного розміру, належна площа теплої підлоги/теплих стін)
- Кліматичні умови (повітряний тепловий насос втрачає ефективність із зниженням температури повітря, це варто врахувати при виборі моделі або передбачити додаткове джерело тепла на випадок сильних морозів)
- Наскільки добре утеплений будинок
- Марка і модель теплового насоса (конструктивні особливості та якість деталей визначають ефективність роботи пристрою та його ціну).
Не нехтуйте етапом проектування - наявність проекту і його чітке дотримання визначає роботоздатність системи і ваш майбутній комфорт. Також наявність проектної документації полегшить обслуговування та допоможе, якщо потрібно буде внести зміни в систему в майбутньому (через добудову, реконструкцію тощо). Замовити розробку проектної документації можна тут.
Щоб визначитися, який тепловий насос найкращий, зважуючи доступні варіанти, порівняйте інформацію з їх технічних характеристик:
- Зверніть увагу на рівень шуму (у Дб) зовнішнього і внутрішнього блоку (в залежності від системи), щоб уникнути нарікань від сусідів та власного дискомфорту в процесі експлуатації. Якщо, наприклад, блок буде встановлено поруч із спальнею, навіть невеликий шум буде вам заважати.
- Знайдіть показник ефективності теплового насосу на опалення - СОР (про нього йшлося вище). Важливо! Порівнювати потрібно показники різних моделей за однакових вихідних умов (температурні умови, при яких виміряно СОР).
- Перевірте коефіцієнт енергоефективності (EER). Він визначається як відношення потужності на охолодження до споживаної електроенергії і показує ефективність конкретного теплового насосу під час роботи на охолодження будинку. Аналогічно СОР, порівнюйте показники, виміряні за однакових температурних умов і чим вищим є значення, тим краще.
- Сертифікати енергоспоживання часто враховують численні фактори продуктивності, такі як вихідна потужність, споживання енергії, рівень шуму. Класифікація на основі цих критеріїв полегшить порівняння різних моделей теплових насосів.
Як підвищити ефективність роботи теплового насоса
Максимальну економію тепловий насос забезпечує, нагріваючи теплоносій до температури близько 55°С. Якщо цієї температури подачі достатньо для обігріву приміщень, то ніяких додаткових заходів не потрібно. Якщо температура подачі в окремих приміщеннях потребує вищої температури, ніж 55°С, можна замінити радіатори в цих конкретних кімнатах. Якщо ж у всіх приміщеннях будівлі є потреба в нагріванні теплоносія до 55°С-65°С, варто замінити всі радіатори, перейти на низькотемпературні системи опалення (тепла підлога) або встановити середньотемпературний тепловий насос, який забезпечує вищу температуру теплоносія.
Крім того, опалювальне навантаження можна знизити шляхом заміни вікон, скорочення вентиляційних втрат, а також ізоляції перекриття між поверхами, крокв чи фасадів.
Всі кроки, які зменшують опалювальне навантаження будівлі, підвищують ефективність роботи теплового насоса і забезпечують додаткову економічність системи:
- Завдяки зниженню опалювального навантаження можна встановити менший по потужності, і відповідно, дешевший по вартості тепловий насос
- Менше теплове навантаження сприяє скороченню річної потреби в тепловій енергії, яку виробляє тепловий насос
- Нижча температура подаючого контуру забезпечує вищий річний коєфіцієнт продуктивності, а значить менше споживання електроенергії
- Якісна теплоізоляція сприяє підвищенню середньої поверхневої температури в суміжних приміщеннях. Завдяки цьому, бажаний комфорт досягається при нижчих температурах в приміщенні.
Наприклад, житловий будинок з опалювальним навантаженням 20 кВт і річною потребою в теплі близько 40 000 кВт опалюється за допомогою водяного опалення з температурою подаючого контуру 65°С (і температурою рециркулюючого потоку 50 °С). Завдяки додатковим заходам з теплоізоляції, потреби в теплі скоротилися на 25%, до 15 кВт, а річна потреба в теплі знизилась до 30 000 кВт. Зважаючи на менше теплове навантаження, можна знизити температуру подаючого контуру в середньому на 10 000 кВт, що зменшить витрати енергії ще приблизно на 20-25%. Таким чином, загальна економія на енерговитратах з використанням теплового насоса для опалення складе близько 44%.
Для будь-яких систем з тепловими насосами діє правило: зниження температури подаючого контуру всього на один градус зменшує споживання електроенергії на 2,5%.
Незалежно від того, чи це нове будівництво чи реконструкція. Приватний будинок чи комерційна споруда. Незалежно від площі та розташування. Dimplex має підходящий тепловий насос. Високоефективні теплові насоси всіх типів з акцентом на максимальну економічність та екологічність, які забезпечують опалення, охолодження та гаряче водопостачання. Різноманітні конфігурації за типом, потужністю та способом встановлення дозволяють підібрати оптимальний варіант для кожного окремого проекту. Детальний опис теплових насосів Dimplex можна знайти в нашому каталозі або залишайте заявку через форму і наші фахівці запропонують підходящий варіант під ваш запит.
