Тепловой насос потому и является наиболее энергоэффективным типом отопительного оборудования, поскольку черпает энергию из возобновляемых бесплатных источников, земли, прогретой солнцем, окружающего воздуха или грунтовых вод. Как холодильник, «вытягивает» тепло изнутри своего объема и переносит его наружу, так и тепловой насос забирает низкопотенциальное тепло из наружных источников и переносит его в систему отопления дома. Современные теплонасосные системы позволяют, затрачивая на работу компрессора 1 кВт электроэнергии, переносить в систему отопления дома до 3-5 кВт тепла! Доказано, что тепловой насос воздух-вода экономнее самого современного газового котла в 3 — 5 раз.
Нет точного ответа на вопрос: какой тепловой насос лучше? Разница между типами тепловых насосов очевидна, на но выбор теплового насоса будет успешным при понимании пары аксиом:
- Если обеспечены минимальные теплопотери дома, то и требуемая тепловая мощность теплового насоса будет минимальной.
- Тепловой насос потребляет меньше электроэнергии, если меньше разница температур источника тепла и теплоносителя контура отопления.
Проще говоря, хорошо утепленный дом требует чуть не вдвое меньший по мощности тепловой насос, а работая на теплый пол и фанкойлы (+35 … +45°C), будет потреблять намного меньше энергии, чем при работе на радиаторы (+60 … +80°C).
Источники тепла
Температура грунта ниже глубины промерзания всегда постоянна (+4 … +10°C), температура воздуха зависит от климатических условий места установки. Поэтому продуктивность грунтового теплового насоса стабильна на протяжении года, а воздушные тн имеют переменную продуктивность. Выбор источника тепла определяет выбор типа теплового насоса.
Разберемся, в каких условиях выгоднее применять тот или иной типа теплового насоса. Остановимся на наиболее популярных: тепловой насос «грунт-вода» и тепловой насос «воздух-вода», поскольку именно такие модели наиболее популярны и чаще устанавливаются на территории Украины.
Размер инвестиций, условия установки, обслуживание и эксплуатация
Геотермальный тепловой насос или грунт-вода, или земля-вода, использует и преумножает тепло земли. В моделях с горизонтально укладываемым на глубину 0,8 -1,5м трубным коллектором это тепло приповерхностного, прогреваемого солнцем, слоя грунта. В случае недостатка свободной площади бурят глубокие, до 100 и глубже, метров скважины и опускают в них глубинные U-образные зонды – теплообменники для извлечения геотермального тепла недр Земли. На глубине больше 5 м температура весь год +10 … +12°C. Внутри коллекторов и зондов циркулирует специальный незамерзающий рассол, переносящий тепло в контур испарителя теплового насоса.
Тепловые насосы грунт-вода требуют, в сравнении с другими типами, самых значительных начальных инвестиций, проведения земляных работ, наличия участка земли для обустройства геополя для теплосъема или бурения скважин, опытных монтажников для проведения земляных и пусконаладочных работ.
Удобнее всего такие работы выполнять еще на начальном этапе строительстве дома. Такие тепловые насосы в этом случае обеспечивают отопление, кондиционирование и подогрев воды. Хотя можно подобрать высокотемпературную модель под радиаторы или теплонасос меньшей мощности под теплые полы, и установить такую систему и для замены уже работающего котла при модернизации системы отопления.
Под обустройство нескольких скважин под глубинные зонды или для рытья траншей для укладки горизонтального коллектора (например, по периметру участка) нужно найти участок земли. Главное, все работы должны выполнять профессионалы, ведь технологии укладки коллектора и бурения скважин достаточно сложные и не допускающие никаких ошибок. Как работы, так и оборудование, самые дорогие среди прочих тепловых насосов.
Потребность в подводимой от подстанции энергии (220 или 380 В) — минимальна. Срок службы грунтовых коллекторов 35-60 лет. Для дома площадью 200 м² необходима площадь для обустройства грунтового теплового насоса 300-500 м2 в зависимости от состава и влажности грунта. Участок с горизонтальным коллектором должен быть свободен от построек и крупных деревьев, хорошо прогреваться летом.
Обслуживание грунтовых тепловых насосов простое, а ремонт, особенно в аварийных ситуациях, достаточно сложный.
Коэффициент преобразования энергии COP таких тепловых насосов, как основной показатель годовой эффективности, стабильно высокий — до 5,0. Поэтому дальнейшая эксплуатация теплового насоса грунт-вода гарантирует самые низкие текущие расходы по сравнению с прочим теплотехническим оборудованием.
Воздушные тепловые насосы можно установить в частном доме любой площади.
Благодаря блочной конструкции и точному расчету подбирается оптимальная мощность теплонасосной установки.
Для установки воздушного теплонасоса не требуется много места или времени.
Наилучшие экономические показатели по стоимости оборудования и эксплуатационным затратам представляет воздушный тепловой насос, работающий в бивалентном режиме, который рассчитан на 80%, а не на максимальную теплопотребность дома. Это рациональный выбор, поскольку количество очень холодных дней с максимальной отопительной нагрузкой для умеренного климата Украины совсем незначительно. А для работы теплонасоса в диапазоне низких температур требуется гораздо большая мощность. Поэтому теплопродуктивность теплового насоса подбирается для покрытия всех тепловых нагрузок до определенного температурного уровня, например до -7 или — 11°C, а при дальнейшем снижении наружной температуры автоматически подключается дополнительный источник тепловой энергии (котел или встроенный электронагреватель). При этом тепловая мощность теплового насоса будет достаточной, а стоимость оборудования минимальной.
Благодаря высокоэффективным компрессорам и гибкой системе управления даже при нестабильной температуре воздушной среды, COP воздушного теплонасоса достаточно высокий: от 3 до 5,25. При работе с низкотемпературными теплыми полами и фанкойлами такие тепловые насосы наиболее энергоэффективны. Работая на отопление, кондиционирование и нагрев воды, эти системы полностью обеспечивают уют и комфорт в доме.
Обслуживание и ремонт воздушных тепловых насосов проще, чем у других типов теплонасосов, занимают меньше времени и не требуют значительных средств.
Меньшие капиталовложения, значительная экономия затрат на отопление, легкий и быстрый монтаж, легкая интеграция в уже работающие и новые системы теплоснабжения, объясняют большую популярность воздушных тепловых насосов для современных систем теплоснабжения. Такой вариант — лучший выбор при невысоких капиталовложениях для одно- или двухсемейного дома.
Любой тепловой насос обеспечит еще большую экономию средств на отопление, если будет оформлен специальный тариф на электроотопление. Что лучше тепловой насос воздух-вода или геотермальный — зависит от условий установки.
При выборе теплового насоса учитываются все «за» и «против», готовится технико-экономическое обоснование, делается сравнение источников тепла, и только потом принимается конечное решение по конкретному объекту.
Какой насос лучше воздух-вода или геотермальный — решать только заказчику. Готов ли он платить за ежегодное сервисное обслуживание, или всё же простота установки и обслуживания воздушного теплового насоса сыграют решающую роль!