- Тепловой насос: тепловая мощность для обогрева и ГВС
- Радиаторы или теплые полы
- Схема реализации: только ТН, ТН + резервный котел
- Теплоизоляция здания
- Тепловые насосы для отопления и нагрева воды (ГВС)
- Что учитывает запас по мощности?
- Отчего зависит стоимость теплового насоса?
Тепловая мощность теплового насоса воздух-вода (ТН), иначе – количество извлекаемого из окружающей среды возобновляемого тепла, прямо пропорционально температуре наружного воздуха. Чем холоднее воздух, тем затратнее извлечение из него тепла. Коэффициент преобразования COP меняется в зависимости от температур внешней среды: чем ниже температура «за бортом», тем больше энергии потребляет воздушный тепловой насос.
Определение мощности и выбор теплового насоса – дело достаточно сложное. Обычно реальные цифры и диаграммы производительности поставляются заводами – производителями тепловых насосов, как и специальное программное обеспечение для расчета и подбора оборудования. Здесь вводятся данные для конкретного объекта, расположенного в конкретном температурном регионе.
Тепловой насос: тепловая мощность для обогрева и ГВС
Разберем, от каких факторов зависит мощность ТН и, соответственно, стоимость блоков ТН, а также эффективность его работы.
Радиаторы или теплые полы
Система отопления с тепловым насосом обычно реализуется на базе радиаторной разводки и/или системы с теплыми полами, стенами или с системой фанкойлов. При этом температура нагрева теплоносителя отличается от 35-45 °C – для теплых полов, до 65-75 °C и выше – для системы радиаторов, что сказывается на величине мощности ТН. Чем ниже температура теплоносителя в системе отопления, тем меньше расход электроэнергии, меньше тепловая мощность, дешевле оборудование. Для модернизации систем отопления с радиаторами при замене затратных газовых котлов могут устанавливаться высокотемпературные воздушные теплонасосы с нагревом теплоносителя до 80 °C. Например – тепловые насосы Hitachi YUTAKI S 80. Даже при условии нагрева теплоносителя до 65 и выше градусов, такая система в несколько раз экономнее газового котла.
Схема реализации: только ТН, ТН + резервный котел
ТН. Если работает только тепловой насос, он должен полностью решать задачи по теплоснабжению и нагреву воды, в пиковые моменты подключая встроенный электрический нагреватель.
ТН+котел. Если ранее установлен газовый или пеллетный котел, он может взять на себя часть пиковых нагрузок и уменьшить общие энергозатраты теплового насоса.
Существуют различные схемы работы ТН, подбираемые для каждого объекта индивидуально: моноэнергетическая (только на электричестве), моновалентная (ТН+ТЭН) или бивалентная (ТН+котел). Оптимальная температура, экономически выгодная для перехода на резервный источник тепла, называется «точкой бивалентности». Для г. Киева и региона – это -7 °C.
Теплоизоляция здания
Подбирая тепловой насос для отопления дома, следует знать, что для более утепленного дома потребуется в разы меньше тепла, чем для строения без проведения работ по термомодернизации. Значения теплопотерь (удельных тепловых нагрузок) для различных типов зданий приведены в таблице.
Отсюда видно, что для возмещения теплопотерь помещения в 100 м2 в хорошо утепленном доме потребуется:
QН = 50 Вт/м2 х 100 м2 = 5000 Вт или 5 кВт тепловой мощности.
Расчетные значения теплопотерь приводятся исходя из расчетной минимальной температуры, к примеру, для Киевского региона это -22 °C.
Соответственно, для плохо утепленного дома получим:
QН = 200 Вт/м2 х 100 м2 = 20 000 Вт или 20 кВт тепловой мощности.
Такая разница: 5 кВт и 20 кВт, заставляет предпринять шаги для проведения термомодернизации (утепления) здания, а после этого выбрать более доступный по цене и экономный по затратам тепловой насос.
Тепловые насосы для отопления и нагрева воды (ГВС)
При выборе теплового насоса для частного дома обычно учитывают и работу ТН на нагрев воды для кухни, ванной или душевых. При этом учитывают суточное распределение нагрузок. Чаще пользуются горячей водой вечером или утром, а в зимнее время к этим нагрузкам присоединяется и работа ТН на отопление. Обычно у теплонасосных систем более приоритетными являются задачи горячего водоснабжения, а потом отопления, расчет ведут исходя из суммарных тепловых нагрузок: на отопление и ГВС.
Для определения тепловой мощности ТН для нагрева воды для бытовых нужд пользуются нормативными данными по потреблению воды определенной температуры и суммарному теплопотреблению, исходя из количества людей, проживающих в доме.
Для одного человека примем норму в 50 литров воды с температурой 45 °C, что соответствует норме потребления 0,25 кВт тепловой мощности.
Получаем, что для семьи из четырех человек, проживающих в частном доме 100 м2, необходима тепловая мощность:
QW = 0,25 кВт/чел * 4 чел. = 1,0 кВт
Теперь можно провести усредненный расчет тепловой мощности с учетом суммарных нагрузок на нагрев теплоносителя для системы отопления и нагрев воды для бытовых нужд.
Суммарная тепловая мощность на обогрев и ГВС для качественно утепленного дома:
QСУМ = QН + QW = 5 кВт+ 1 кВт = 6 кВт.
Суммарная тепловая мощность для системы отопления и ГВС для плохо утепленного дома:
QСУМ = QН + QW = 20 кВт+ 1 кВт = 21 кВт.
А для условий «точки бивалентности», когда на улице -7 °C, и необходимо поддержать +20 °C внутри дома 100 м2, потребуется с учетом разницы температур:
Qрасч..= 6 * (20-(-7))/(20-(-22)) = 6 * 27 / 42 = 3,86 кВт тепла от теплового насоса.
И во втором примере, — для здания без теплоизоляции, необходимо:
Qрасч..= 21 * (20-(-7))/(20-(-22)) = 21 * 27 / 42 = 13,5 кВт тепла от теплового насоса.
Исходя из этих данных, с учетом температуры «точки бивалентности» и с запасом по мощности, из модельного ряда выбирают близкое большее значение тепловой мощности теплового насоса.
Что учитывает запас по мощности?
- Перепады температуры входящей воды. Всем известно, что водопроводная вода зимой намного холоднее и перепад температур входящей / выходящей из ТН воды зимой больше.
- Необходимость догрева воды до нужной температуры в баке – накопителе, если она из него долго не используется.
- Увеличенный расход горячей воды и ее нагрев до более высокой температуры зимой.
По таблицам, предлагаемым производителем, исходя из температуры воды на выходе и температуры воздуха снаружи, по мощности подбирается комплект внутреннего блока и соответствующего ему наружного блока теплового насоса. Пример – таблица технических данных для высокоэффективных тепловых насосов воздух-вода серии Hitachi Yutaki S. Для полученных расчетных данных подойдет модель с производительностью по теплу около 5,0 кВт.
Отчего зависит стоимость теплового насоса?
Чем мощнее тепловой насос, тем выше его цена. Как снизить стоимость теплового насоса?
- Правильно и квалифицированно выполнить расчеты и подбор оборудования.
- Утеплить здание.
- Минимизировать теплопотери через окна и вентиляцию.
- Установить низкотемпературные теплые полы или фанкойлы или смешанную систему (радиаторы + теплые полы, фанкойлы + теплые полы).
- Применить бивалентную схему ТН + котел для снижения нагрузки на ТН.
- Принять участие в программе IQ energy и сэкономить до 35 % стоимости оборудования и монтажа.
Более точный подбор теплового насоса, чтобы избежать лишних затрат или убытков, лучше доверить профессионалам.
Ознакомиться с примерами расчета стоимости можно в нашей статье.
Чтобы правильно подобрать тепловой насос, цены на который и на услуги монтажа были бы разумными и оправданными, обращайтесь к компетентным опытным специалистам компании АКЛИМА. Мы имеем огромный опыт внедрения современных теплонасосных систем и предлагаем качественные услуги по монтажу и сервису такого оборудования по всей Украине.
Частые вопросы по расчету мощности теплового насоса
Определение мощности и выбор теплового насоса – дело достаточно сложное. Обычно реальные цифры и диаграммы производительности поставляются заводами – производителями тепловых насосов, как и специальное программное обеспечение для расчета и подбора оборудования. Здесь вводятся данные для конкретного объекта, расположенного в конкретном температурном регионе.
Схемы работы теплового насоса, подбираются для каждого объекта индивидуально: моноэнергетическая (только на электричестве), моновалентная (ТН+ТЭН) или бивалентная (ТН+котел).
Для определения тепловой мощности ТН для нагрева воды для бытовых нужд пользуются нормативными данными по потреблению воды определенной температуры и суммарному теплопотреблению, исходя из количества людей, проживающих в доме.
Эффективней всего использовать тепловой насос воздух-вода.