Если Вы имеете собственный загородный дом (коттедж), то, вероятно, не раз задавались вопросом, как наиболее выгодно отапливать его в холодное время года
Использование газового отопления с каждым годом становится все дороже. Кроме того, это не самый безопасный вариант. Отопить дом с помощью котла и радиаторов тоже часто бывает проблематично.
К счастью, с развитием альтернативной энергетики, большую популярность стали набирать тепловые насосы. При правильной установке и обслуживании они смогут обеспечить качественное отопление, поддержание здорового микроклимата в доме и значительную экономию всех Ваших ресурсов и денежных вложений.
Давайте вместе познакомимся с такой интересной и сложной системой, как тепловой насос и постараемся найти ответы на все Ваши вопросы.
Какие современные отопительные системы используются для частных домов?
На сегодняшний день существует достаточно большое количество различных отопительных систем, каждая из которых имеет свои особенности. Одни могут работать только совместно с основной системой охлаждения в доме, другие же могут использоваться самостоятельно, обеспечивая при этом как отопление в холодный период, так и охлаждение летом.
Основной принцип работы всех отопительных приборов заключается в передаче тепловой энергии от источника тепла в жилые помещения. Топливом может быть как электричество, так и природный газ, пропан, биомасса, мазут и т.д.
Рассмотрим наиболее популярные современные системы отопления, их принцип работы, а также преимущества и недостатки.
Центральное отопление
Эти системы обычно состоят из: одного большого источника тепла, нескольких передающих станций и конечных станций, которые соединяются между различными потребителями.
Центральное отопление в основном использует топливо, нефть, газ или уголь.
Основным преимуществом этих систем является простота в использовании. Потребитель просто открывает клапан (который также используется для отопления и подачи горячей воды).
Недостатком этого отопительного решения является его неэффективность, другими словами, огромные потери энергии между источником энергии и конечным потребителем.
Иногда до 40% энергии может быть потеряно по дороге. Кроме того, расходы на обслуживание инфраструктуры отопления и крупномасштабные переносы считаются дорогостоящими, поэтому владельцы домов также должны покрывать эти расходы.
Автоматизированное отопление электрокотлом
Отопление и подогрев воды происходят так же, как и в центральном отоплении. Разница в том, что источник энергии находится в самом здании, обычно в специальной котельной в подвале здания.
Потери энергии значительно ниже по сравнению с передачей нагретой воды/пара из центрального местоположения за много километров.
Если управление системой осуществляется должным образом, цены на энергию при такой установке должны быть ниже, чем в центральном отоплении. В любом случае расчет цены должен включать начальные инвестиции в настройку и стоимость обслуживания системы.
Системы сжигания твердого топлива
Эти системы вырабатывают энергию путем сжигания твердого топлива, такого как древесная щепа или блоки, при сжигании которого вода нагревается.
Теплая вода передается в радиаторы, водопроводные трубы или емкости. В этих системах затраты на топливо относительно небольшие, но на настройку выше.
Также требуется хранение топлива. Кроме того, владельцы недвижимости должны обеспечить подачу и качество топлива в соответствии со спецификациями котла. Важно отметить, что некоторые современные устройства могут автоматически подавать топливо, но они все равно должны заполняться вручную, и должен быть определен их режим работы.
Газовые котлы/нагреватели
Газовые котлы похожи на нагреватели для сжигания твердого топлива, однако они более удобны.
Технология не требует хранения топлива (за исключением решений на основе сжиженного нефтяного газа, которые в основном используются в домах, которые не подключены к сетям природного газа) или ручного управления и заправки топливом.
Тепловые насосы
Тепловой насос – это система, обеспечивающая как отопление, так и охлаждение Вашего дома. Они бывают разных моделей: с воздуховодами и без, с разными источниками энергии и разными конструкциями. Для контроля температуры используется термостат.
Холодильник является отличным примером теплового насоса (хотя он работает только в одном направлении). Он забирает горячий воздух из холодильника и направляет его через компрессорные змеевики сзади, отправляя горячий воздух наружу. Вспомните, сколько раз вы стояли перед холодильником и чувствовали тепло, исходящее от задней стенки.
Зимой тепловые насосы снабжают теплом Ваш дом. Но, что делает их по истине такими замечательными, так это то, что летом они могут охлаждать, не хуже кондиционера. Дополнительным плюсом является и то, что они значительно экономят электроэнергию, вследствие чего и уменьшаются Ваши расходы.
Почему стоит обратить внимание именно на тепловые насосы?
Установка теплового насоса имеет множество преимуществ, многие из которых вы сразу заметите.
Повышение эффективности и снижение затрат. Тепловой насос намного эффективнее, чем стандартные системы отопления. Это отличный выбор, если вы хотите сэкономить деньги. Такие устройства могут снизить ваши расходы на электрическое отопление до 80%. Кроме того, если Вы используете тепловой насос в качестве дополнительного отопления, он поможет сократить потребление электроэнергии.
Работа и на обогрев, и на охлаждение. Зимой тепловой насос эффективно отапливает Ваш дом, поставляя нагретый наружный воздух. Летом этот процесс меняется на противоположный: теплый воздух вытесняется из дома. Таким образом агрегат не только сохранит прохладу, но и осушит воздух в помещении. Поэтому тепловой насос считают эффективной альтернативой кондиционеру.
Удобство, простота и надежность. Если вам нужна бесшумная и беспроблемная система отопления и охлаждения дома, тогда просто необходимо обратить внимание на тепловой насос. Это одна из самых удобных систем.
Безопасность. Тепловые насосы являются электрическими, а значит не используют процессов сгорания, что делает их абсолютно безопасной системой для окружающей среды.
Долговечность. Тепловые насосы служат в среднем 15–20 лет. Это достаточно долгий срок. Но помните: чем лучше вы ухаживаете за всеми системами отопления и охлаждения в доме, тем дольше они будут работать.
Как работают тепловые насосы?
Тепловые насосы работают по принципу, очень похожему на холодильник. Хладагент протекает через подключенные внутренние (конденсаторные) и внешние (испарительные) теплообменники.
В режиме нагрева, когда жидкий хладагент течет к внешнему теплообменнику, он проходит через расширительный клапан, который создает быстрое расширение жидкости, превращая ее в газ.
Это приводит к очень быстрому охлаждению хладагента. Затем, при протекании через испаритель, он способен поглощать тепловую энергию из воздуха. Перед тем, как пройти через конденсатор, газ проходит через компрессор, в котором сжимается, увеличивая при этом как свое давление, так и температуру. Когда газ движется через внутренние теплообменники, он конденсируется, выделяя скрытое тепло.
Типы тепловых насосов
Выбор начинается с одного вопроса: есть ли в доме водяной контур — радиаторы или тёплый пол. Если есть, берут «воздух-вода» или «грунт-вода»; если нет — «воздух-воздух». Дальше считают мощность (ориентир — 1 кВт на 10 м² утеплённого дома) и смотрят на SCOP: чем он выше, тем дешевле эксплуатация.
| Тип | Источник тепла | Что на выходе | SCOP (медиана каталога) | Тепловая мощность | Кому подходит |
|---|---|---|---|---|---|
| Воздух-воздух | наружный воздух | тёплый воздух в помещение | ≈ 4,2 | 4,4–119 кВт (медиана 13,5) | обогрев и охлаждение отдельных комнат; воду не греет |
| Воздух-вода | наружный воздух | вода в радиаторы, тёплый пол, ГВС | ≈ 4,4 | 3,2–63 кВт (медиана 11,2) | основное отопление дома с водяным контуром |
| Грунт-вода | тепло грунта | вода в систему отопления, ГВС | ≈ 5,0 (самый высокий) | 5,3–88 кВт (медиана 19,7) | большая площадь и ставка на экономию в эксплуатации |
SCOP и мощности — медианы по фактическим характеристикам моделей в каталоге (144 воздух-вода, 57 воздух-воздух, 24 грунт-вода). Грунтовой контур даёт лучший SCOP, но требует скважин или коллектора, поэтому стартовые затраты самые высокие.
Как уже отмечалось выше, в зависимости от источника энергии существует три основных типа тепловых насосов:
- геотермальные (грунт-вода);
- воздух-воздух;
- воздух-вода.
Предлагаем узнать о каждом из них немного больше информации.
Геотермальные тепловые насосы
Геотермальный тепловой насос, также известен как грунтовой, является высокоэффективной технологией возобновляемой энергии, которая широко распространена как в жилых, так и в коммерческих зданиях.
Геотермальные тепловые насосы используются для отопления и охлаждения помещений, а также для нагрева воды.
Технология основана на том факте, что земля (под поверхностью) остается относительно постоянной в течение года.
То есть теплее воздух над ней зимой и прохладнее летом, очень похоже на пещеру. Геотермальный тепловой насос использует это преимущество, передавая тепло, которое хранится в земле или в грунтовых водах, в здание зимой и обратно в землю летом. Другими словами, земля служит источником тепла зимой и теплоотводом летом.
-
высокоэффективное отопление и охлаждение: поскольку геотермальная энергия связана только с перемещением тепла, а не с его созданием, оборудование может работать с эффективностью от 300 до 500 процентов;
-
низкое воздействие на окружающую среду: геотермальная энергия считается наиболее экологически чистым источником энергии, доступным на сегодняшний день; она практически не выделяет вредных веществ и не требует сжигания;
-
возобновляемое отопление и охлаждение: тепло извлекается из земли, где температура остается гораздо более стабильной, чем воздуха во все времена года;
-
не зависит от погоды: на землю (почву) не влияют абсолютно никакие температуры, она присутствует всегда, так же как и производимая ею энергия;
-
надежность и низкие требования к техническому обслуживанию: геотермальные тепловые насосы имеют мало движущихся частей, что уменьшает вероятность поломок и снижает затраты на техническое обслуживание;
-
гибкость применения: подходят для самого маленького дома и самого большого коммерческого здания. Все, что вам нужно, это правильно подобрать оборудование, соответствующее вашим потребностям;
-
тихая работа: самые большие компоненты геотермального теплового насоса установлены под землей.
-
более высокая начальная стоимость; тем не менее, с удивительно эффективной производительностью, инвестиции могут окупиться всего за 5-10 лет;
-
наиболее подходят для строительства новых домов: хотя геотермальный тепловой насос можно установить в существующем доме, модернизация требует масштабных земляных работ;
-
повреждение подземных компонентов может потребовать дорогостоящего ремонта: в отдельных случаях корни деревьев, изменение почвы и даже грызуны могут повредить подземные петли геотермальной системы;
-
меньше специалистов по установке знают о геотермальной энергии: вам, возможно, придется поискать компанию, которая хорошо разбирается в геотермальной энергии.
Тепловые насосы типа «воздух-воздух»
Воздушные тепловые насосы служат альтернативным способом обогрева вашего дома и могут являться идеальным решением, если вы хотите производить собственное тепло и потенциально экономить деньги на счетах за электроэнергию.
Воздушный тепловой насос обычно размещается на улице сбоку или сзади от дома.
Он забирает тепло из воздуха, повышает его температуру и направляет внутрь помещения. Насос питается от электросети, однако использует очень мало электроэнергии.
-
низкоуглеродистое отопление;
-
экономия денег на счетах за электроэнергию, поскольку используется наружный воздух для отопления и охлаждения;
-
могут использоваться как для отопления дома, так и для охлаждения: в зависимости от модели они обеспечивают охлаждение летом и отопление зимой;
-
могут использоваться для горячего водоснабжения;
-
могут работать даже при пониженных температурах;
-
имеют высокий коэффициент полезного действия (КПД);
-
простой процесс установки: обычно не требуется каких-либо разрешений на планирование, но всегда рекомендуется проверять агрегат.
-
низкие эксплуатационные расходы: техническое обслуживание и ремонт должны выполняться техническим специалистом один раз в год. Самостоятельно Вы можете очищать фильтры, проверять на утечку в системе и уровень хладагента, сохранять чистоту на внешней стороне корпуса и т.д. Любые дополнительные технические задания должны выполняться только сертифицированным монтажником.
-
долгий срок службы: воздушные тепловые насосы имеют длительный срок службы и при правильном обслуживании могут работать до 20 лет. Более того, большинство воздушных тепловых насосов имеют 5-летнюю гарантию.
-
не требуется хранение топлива;
-
могут работать от солнечной или ветровой энергии;
-
снижение теплоснабжения по сравнению с котлами;
-
более низкая подача тепла, поэтому могут понадобиться большие радиаторы;
-
дополнительные расходы на установку напольного отопления. Из-за низкого уровня теплоснабжения воздушные тепловые насосы чаще всего используются с подогревом пола, чтобы максимально эффективно использовать систему;
-
необходима хорошая изоляция дома: если тепло может легко выйти через окна, двери или стены, то потребуется больше энергии, чтобы сохранить комфортную и уютную обстановку;
-
с падением уличной температуры эффективность снижается, хотя современные инверторные модели работают и в мороз;
-
для запуска необходимо электричество: воздушные тепловые насосы нуждаются в электричестве для работы, что делает их только частично возобновляемыми;
-
могут быть шумными.
Тепловые насосы типа «воздух-вода»
Поскольку воздух содержит тепло даже при минусовых температурах, эта система отопления идеально подходит для использования в относительно умеренном климате и обеспечит вас полноценным источником тепла в течение всего года.
-
эффективное преобразование энергии в тепло;
-
экономия денег на счетах за электроэнергию;
-
источник энергии всегда доступен;
-
он может обеспечить энергоэффективный обогрев большого количества воды для отопления помещений (например, полов), гидромассажных ванн и бассейнов;
-
может использоваться для усиления других систем водяного отопления.
-
эффективность снижается с падением температуры воздуха, хотя модели с компенсацией мощности сохраняют стабильный нагрев до −20…−28 °C;
-
затраты на приобретение и установку выше, чем у стандартных систем отопления;
-
необходимое место для установки наружного блока;
-
внешние блоки могут быть шумными;
-
менее эффективен при низком потреблении воды.
Популярные производители
Как и любое другое климатическое оборудование, тепловые насосы производятся несколькими известными и заслуживающими доверия компаниями. Поскольку это устройство используется каждый день, Вы должны обращать внимание на более известные и проверенные бренды.
Предлагаем ознакомиться с перечнем наиболее распространенных брендов-производителей тепловых насосов в Украине:
Подробные обзоры по производителям — модели, характеристики и цены: Panasonic Aquarea, Panasonic Aquarea T-CAP, Panasonic Aquarea High Performance, Mitsubishi Electric Zubadan, Mitsubishi Electric Ecodan, Daikin Altherma, Hitachi Yutaki, Hisense Multi-Function, Viessmann Vitocal. Полный перечень моделей с наличием — в разделе тепловые насосы. Собранные комплекты под конкретный дом — в готовых решениях: отопление дома до 100 м², до 250 м² и более 250 м².
Заключение
Производительность и эффективность теплового насоса напрямую связаны с тщательным выбором и установкой. Усовершенствованная технология, встроенная в тепловые насосы, может обеспечить энергосберегающие результаты и комфорт в помещении на долгие годы.
При выборе необходимо учитывать все особенности Вашего дома, а также территории, на которой он находится. Также, важно помнить, что определенные тепловые насосы не подходят для установки в уже существующем доме.
Зная все подводные камни таких агрегатов, Вы сможете создать в своем доме уют и комфорт, при этом максимально заботясь об окружающей среде.