Про тепловой насос, их типы (виды), простыми словами

Тепловой насос - это наиболее комплексное устройство среди применяемого в наше время отопительного оборудования. Он использует энергию из  возобновляемых источников для обогрева или охлаждения помещений. Современные модели насосов легко обеспечивают в 3,5-6 раз больше тепла, чем привычные газовые, электро или твердотопливные котлы. 

Исключительной особенностью такого приспособления можно назвать его способность обеспечивать как отопление, так и охлаждение. Работает он по принципу схожему с холодильником - используя электричество для работы компрессора, перекачивает тепло из внешней среды в помещение зимой и холод - летом. В силу того, что тепловой насос транспортирует энергию, а не вырабатывает ее - эксплуатационные затраты снижаются в разы. 

Мы разберем все виды тепловых насосов и расскажем, как вы можете выполнить систему отопления для дома, используя тепловую энергию из грунта (на глубине около 100м температура постоянно удерживается на отметке +10⁰С, и эти +10⁰С, которые помогут обогреть ваш дом до +22⁰С и более), из грунтовых вод или даже из воздуха. Кроме того, в жаркое время ТН способен еще и охлаждать – и тогда благодаря этим +10⁰С под землей вы сможете понизить температуру в жаркий сезон в доме до тех же +22⁰С.

Что необходимо учитывать при принятии решения об установке теплового насоса

Существует множество разновидностей тепловых насосов - с обеспечением пассивного охлаждения и без, включающих опцию нагрева воды или нет, имеющих разный коэффициент эффективности и использующих разные источники энергии. 

Решающим фактором для максимальной продуктивности является использование низкотемпературных контуров отопления - теплых полов и фанкойлов. Они обеспечивают комфортные условия конкретно в зоне пребывания людей, при этом вы можете снизить предустановленную температуру в доме на 1-2  ⁰С и не почувствуете этого. Фанкойл также способен заменить кондиционеры в жаркий период, обеспечивая охлаждение дома практически бесплатно - потребляя 1 кВт э/э насос выдает до 25 кВт энергии на охлаждение.

Таким образом, вы получаете дополнительные опции для своего комфорта  без дополнительных финансовых затрат и можете быть уверенны в исключительном удобстве эксплуатации, безопасности, надежности и экологичности такой системы отопления для своего дома.

Настоятельно не советуем пробовать сделать тепловой насос своими руками - современные приборы это сложные инженерные конструкции, которые отличаются от устройств 20-летней давности так же, как солнечный коллектор отличается от бочки, покрашенной в черный цвет для нагрева воды. 

Вода (рассол) выступает в роли теплоносителя для системы и в зависимости от используемого источника энергии можно выделить 3 основные виды тепловых насосов: воздух-вода (воздушный тепловой насос), грунт-вода (геотермальный ТН) и вода-вода (водяной ТН). Давайте детальнее остановимся на каждом из них.

Воздушный тепловой насос

Может стать основным источником тепла при новом строительстве, капитальной реконструкции отопительной системы или ее частичной модернизации. Воздушный тепловой насос насос легче всего интегрируется в уже существующую систему отопления. Для генерации тепла используется наружный воздух. Именно с этим связанны возможные ограничения его применения - если в вашей местности в отопительный сезон больше 7 дней подряд градусник опускается ниже -20...-25⁰С, то обязательно стоит предусмотреть альтернативный источник отопления для вашей системы в этот период.

Есть 2 вида воздушных ТН: 

1. “Воздух-вода” - тепловая энергия из атмосферы нагревает воду, которая в свою очередь транспортирует тепло к отопительным приборам, находящимся в доме
2. “Воздух-воздух” - получаемая из воздуха тепловая энергия отдает температуру непосредственно для воздуха отапливаемого помещения, проходящего через внутренние блоки насоса. Это тот же кондиционер, главным предназначением которого является отопление и эксплуатация зимой.   

Прибор типа “воздух-вода” является самым распространённым из устанавливаемых ТН,  поскольку требует наименьших капиталовложений при достаточно высокой эффективности. Самое важное - правильно подобрать модель.

Здесь вам не обойтись без специалистов, т.к. крайне важно учесть многие параметры: 

• Особенности здания и его теплопотери;
• Необходимость наличия опции нагрева воды и ее объем;
• Обеспечение кондиционирования;
• Используемые отопительные приборы: теплый пол обеспечат большую эффективность системы, при этом температуры на уровне +35…+45⁰С будет достаточно, в то же время для радиаторов необходимо обеспечить температуру теплоносителя до +70…+80⁰С;
• Интеграция с другими источниками тепла (солнечные коллекторы, котлы).

Геотермальный (грунтовой) тепловой насос

Осуществляет забор энергии из  глубинны грунта и преобразовывает в тепловую энергию для отопительной системы дома. Температура на глубине около 100м стабильно удерживается на уровне +10...12 ⁰С, благодаря чему такой насос демонстрирует наивысшую продуктивность круглогодично. Геотермальные (грунтовые) тепловые насосы способны достигать коэффициент эффективности (СОР) до 6 в режиме отопления и до 32 в режиме охлаждения. Это означает что ваша система будет потреблять в 6 раз (32 раза) меньше энергоресурсов на отопление (охлаждение). 

Это наиболее выгодный с точки зрения экономности используемых ресурсов, но и самый затратный в плане начальных инвестиций вариант. Он предусматривает помимо стоимости самого насоса реализацию комплекса строительно-монтажных работ: бурение скважин для укладки зондов или обустройство коллекторного поля на придомовом участке. 

При рассмотрении этого варианта, обязательно стоит обратить внимание на следующие нюансы:

• ПОДЪЕЗД И РАБОТА СПЕЦТЕХНИКИ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВАЖИН - должно быть достаточно места на участке для доступа буровой установки. Оптимально проводить эти мероприятия до проведения ландшафтных работ или быть готовым к затратам на его восстановление;
• ИНЖЕНЕРНЫЕ КОММУНИКАЦИИ УЧАСТКА - обязательно стоит учитывать расположение коммуникаций на участке и предварительно  согласовать места укладки скважин с представителем подрядчика, чтобы избежать их повреждения в процессе бурения и укладки коллекторов. Важно избежать размещения зондов вблизи линий водоснабжения и канализации, т.к. это может стать причиной множества негативных последствий для собственников. Чтобы избежать этого, обращайтесь к надежным компаниям, у которых имеется отдел проектирования - не стоит недооценивать эту часть работ. Здесь не пройдут шаблонные решения;
• ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ - до начала проведения работ необходимо предоставить информацию о прохождении кабельных трасс.

Гидротермальный (водяной) тепловой насос 

Название говорит само за себя - источником энергии для системы с водяным тепловым насосом является вода глубоководных озер, рек, прудов, расположенных в радиусе 100 м от дома или подземных водоемов. В этом случае не требуется бурение дорогостоящих скважин. Главное, избежать замерзания воды в зимний период (насос не способен заморозить источник! Имеется в виду заледенении под влиянием природных  факторов).

Этот вариант требует меньших изначальных инвестиций, по сравнению с предыдущим. Но, стоит принять во внимание, что получение разрешения от государственных экологических служб на использование природных ресурсов, которое необходимо в этом случае - достаточно проблемная задача.

Кроме того, есть ряд моментов, которые нужно решить на этапе принятия решения об использовании такого насоса:

• Водоподготовка. Качество используемой для системы воды имеет важнейшее значение - некоторые модели оборудования не будут работать, если вода жесткая с большим содержанием марганца и железа. Обязательно нужно провести анализ воды и с учетом результатов выбирать оптимальный тепловой насос для отопления - установки с дополнительной защитой от коррозии стоят дороже;
• Автономность или Взаимозаменяемость. Если вы хотите использовать насос в качестве единственного источника обогрева, то выбирайте моновалентный тип - прибор большей мощности. Бивалетный тип устройства уступает в производительности и может использоваться в качестве дополнения, если уже есть основное оборудование для отопления;
• Мощность. Очень важный параметр - чем выше мощность, тем выше производительность, Но, также больший расход используемой для работы электроэнергии и, конечно, стоимость. Если мощности недостаточно - вы рискуете получить неэффективную систему, которая не сможет обеспечить необходимой теплоотдачи для обогрева дома до комфортной температуры. 

Преимущества тепловых насосов

Анализируя наиболее часто используемые источники обогрева частных домов, становится очевидным, что:

1. Отапливать электрическим котлом – дорого. Помогали дифференцированные счетчики и тариф на электроотопление, но, принимая во внимание отмену льготного тарифа для населения с 01 января 2021 года, затраты на отопление электричеством возрастают в разы и необходимо искать другие, более экономные варианты;
2. Отопление газом – самый распространённый вариант, но доступен далеко не всем. Не всегда есть возможность подключиться к газовой трубе, а стоимость газа растет из года в год и заставляет экономить путем выключения отопления в «нежилых» комнатах, что, в свою очередь влечет ряд других проблем, таких как сырость и плесень;
3. Твердотопливный котел - наиболее выгодный вариант в плане денежных затрат, чего не скажешь о трудозатратах, связанных с необходимостью постоянного обслуживания – выделить место под хранение топлива, обеспечивать регулярную загрузку топлива и поддерживать его в нужном состоянии, чистить золу и дымоход, а также беспокоится о безопасности его эксплуатации.

Кроме того, ни одна из вышеперечисленных систем не может обеспечить охлаждение вашего дома в летний период, поэтому возникает необходимость установки дополнительного оборудования для кондиционирования. Это также дополнительные расходы, которые стоит учитывать при рассмотрении любой из систем отопления. В этом случае тепловой насос является лучшим решением - компрессору необходимо всего 1 кВт электроэнергии, чтобы система обеспечивала от 15 до 25 кВт мощности на пассивное охлаждение вашего дома в летний период.

Пока что главный и практически единственным недостатком систем с тепловыми насосами является их стоимость. Но, преимущества, которые обеспечивает такая система трудно переоценить: 

• Высокая эффективность - из 1 кВт э/э насос вырабатывает 3-6 кВт энергии на отопление и до 25 кВт на охлаждение;
• Независимость - используемая системой энергия из окружающей среды бесплатна и доступна в неограниченном количестве;
• Экономичность - цены на энергоносители постоянно растут и тенденция будет усугубляться в силу необходимости соблюдения экологических требований (например, снижения уровня выбросов СО2) и ограниченности ископаемых ресурсов;
• Экологичность - применение безопасного хладагента;
• Удобство - полностью автоматизированная система, не требующая специального сервиса и необходимости разбираться с настройками;
• Универсальность - тепловой насос может служить не только источником отопления, но также применятся для супер экономного охлаждения помещений, горячего водоснабжения и подогрева бассейнов.

В большинстве случаев, надежный тепловой насос может служить вам до 50 лет. И все это время ему не потребуется особенное внимание  - он будет эффективно работать, обеспечивая ваш комфорт из года в год. Все, что вам нужно -  установить желаемую температуру на удобном контроллере (это можно сделать даже с вашего смартфона), но и это при желании можно автоматизировать, чтобы не вникать в сложные технические настройки.

Важно отметить, что серьезных разработок в области теплонаносных технологий, которые бы соответствовали мировому уровню, в Украине на сегодняшний день нет. Кроме того, компании-производители редко занимаются установкой тепловых насосов - они продают оборудование фирмам, которые уже занимаются комплексными монтажными работами и обслуживанием таких систем. Но, далеко не все компании в погоне за большой прибылью обладают необходимым штатом работников соответствующей квалификации с необходимыми навыками установки и наладки тепловых насосов. Как результат - поломки и остановки теплонаносного оборудования, которое приносит разочарование собственникам и служит антирекламой таких систем. Компании, которые параллельно устанавливают газовые котлы и бойлеры, вряд ли имеют достаточную экспертность в установке систем на базе тепловых насосов. Поэтому, выбирая компанию - будьте внимательны. Убедитесь, что исполнитель имеет ряд успешно реализованных проектов и положительные отзывы от предыдущих клиентов.