Как тепловой насос обогревает префаб дом из CLT панелей? Стоит ли инвестировать?

Что такое тепловой насос и как он работает?

Вы заинтересованы в эффективном и экологичном отоплении дома? Тепловой насос – это идея, которая имеет шанс работать во многих частных домах. Прежде чем обсудить подробные параметры, поясним, что такое тепловой насос, как он работает и на что следует обратить внимание при выборе такой установки.

Внешний вид и использование теплового насоса напоминают большой газовый котел , но это единственное сходство. Это нагревательное устройство черпает тепловую энергию из окружающей среды, в частности из воздуха, воды или земли. Затем, используя небольшое количество электроэнергии, он преобразует ее в энергию, идеальную для отопления или охлаждения помещений и нагрева воды.

Чтобы объяснить, как тепловой насос обогревает дом, нужно начать с анализа его устройства. Вся установка состоит из трех частей:

• донный источник – земля, воздух или вода;
• собственно насос – преобразующий энергию в полезную форму;
• Верхний источник — установка отопления в здании, чаще всего в виде напольного , настенного или потолочного отопления , реже —  традиционных радиаторов .

Поскольку тепловые насосы работают на возобновляемых источниках энергии, они являются неотъемлемой частью пассивных и энергоэффективных домов . 

Что такое отопление тепловым насосом? Само устройство работает по замкнутой схеме. Независимо от типа насоса, т.е. источника энергии, в каждой схеме работы следует различать три контура:

• рассольный цикл – получение тепловой энергии;
• циркуляция охлаждающей среды – перевод тепловой энергии на более высокий температурный уровень, благодаря чему ее можно использовать и передавать в контур отопления;
• отопительный контур – обогрев внутренних помещений здания.

При работе воздушного или наземного насоса фактором, поглощающим тепло и передающим энергию охлаждающей среде, является раствор гликоля. Все осуществляется по следующей схеме.

1. Потребление энергии через контур хладагента, подключенный к источнику тепла.
2. Испарившийся хладагент.
3. Передача тепла в отопительную установку.
4. Конденсат хладагента.

То же самое справедливо и для водяного теплового насоса. Вода из заборного колодца попадает в испаритель, где тепло передается хладагенту. Затем жидкость остывает, а хладагент испаряется и поступает в компрессор. Там температура поднимается до нескольких десятков градусов Цельсия. Следующий этап происходит в конденсаторе, который нагревает воду, циркулирующую в установке, до 50 градусов Цельсия, благодаря чему можно отдавать тепло в помещения.

Какие типы тепловых насосов для префаб дома из CLT наиболее популярны?

Приведенный выше весьма предварительный анализ того, как работают тепловые насосы в доме, показывает, что существует несколько типов этих устройств. Их можно классифицировать по типу нижних и верхних источников.

Нижний источник означает место черпания энергии – это может быть воздух, земля или подземные воды. Верхним источником являются источники тепла, например, вентиляционные отверстия, радиаторы или полы с подогревом. Стоит подумать о том, как будет построена вся установка, потому что на основе этого вы определитесь со спецификой установки , например теплового насоса в подвале.

 Ниже вы найдете краткое описание наиболее важных типов насосов, а также информацию о том, как работает тепловой насос для отопления дома в каждом конкретном случае.

• Воздушный тепловой насос

Это самый дешевый и простой в установке вариант, доступный в двух вариантах: тепловой насос «воздух-воздух» или тепловой насос «воздух-вода».

Однако, как это обычно бывает с наиболее экономичными видами устройств, принцип работы воздушного теплового насоса имеет массу недостатков. Самое неприятное в этом случае — падение эффективности при низких температурах . Действительно, развитие технологий позволило устранить этот недостаток, но все же важно помнить, что чем холоднее, тем больше спрос на электроэнергию.

• Водяной тепловой насос

Благодаря тепловому насосу «вода-вода» вы также можете использовать природные водные ресурсы для обогрева здания . Нижним источником энергии в данном случае являются подземные воды, имеющиеся благодаря строительству водозаборной и отводящей скважины .

Такие устройства круглый год демонстрируют удовлетворительную эффективность, так как грунтовые воды  сохраняют относительно высокую температуру в течение 12 месяцев, в том числе и зимой. Однако в то же время это довольно дорогое решение . Водяные тепловые насосы станут лучшим выбором на участках с доступом к природным водоемам.

• Земляной тепловой насос

Земляной тепловой насос имеет самый высокий КПД независимо от времени года. Его источник энергии расположен на глубине примерно 1,5 метра под землей, что позволяет ему получать до четырех раз больше тепла, чем количество электроэнергии, потребляемой устройством.

Существует два типа грунтовых насосов. Вариант с вертикальным теплообменником обеспечивает высокую стабильность работы в течение всего отопительного периода, а горизонтальный теплообменник означает меньшие инвестиционные затраты, поскольку не требует сложных земляных работ.

• Гибридный тепловой насос

На рынке также доступны гибридные насосы, сочетающие в себе возможности воздушно-водяного насоса и газового конденсационного котла . В зависимости от температуры наружного воздуха работа оборудования ограничивается тепловым насосом, переключается на газовый котел или запускает оба устройства одновременно.

Какие параметры теплового насоса стоит знать?

Как видите, каждый тип устройства имеет свою специфику. Как тепловой насос обогревает дом и насколько он эффективен, зависит не только от типа устройства, но и от его параметров.

• Мощность нагрева

Ключевым показателем является тепловая мощность (Pg) насоса, которую следует выбирать таким образом, чтобы она соответствовала потребности здания в тепле . Выбор должен быть оптимальным: слишком большая мощность будет не только невыгодна, но даже ослабит срок службы насоса и вынудит использовать более дорогой заземляющий источник.

• Коэффициент COP – коэффициент эффективности насоса

Этот параметр выражает соотношение энергии, переданной в отопительную установку, и электроэнергии, забранной из сети. Чем выше значение, тем лучше.

Формула выглядит следующим образом:

COP = мощность нагрева/потребление мощности компрессора

Используя это значение, вы можете сравнивать устройства разных производителей — нужно только знать, что оно определяется в определенных условиях, и в процессе реального использования оборудование может вести себя по-разному.

• Коэффициент SCOP – сезонный коэффициент

Этот параметр определяет соотношение тепловой энергии, необходимой для обогрева здания в течение сезона, к потребляемой при этом электроэнергии. Чем выше значение, тем экономичнее насос.

SCOP = сезонная потребность здания в тепле/потребляемая мощность компрессора

В чем разница между SCOP и COP? COP определяет, сколько электроэнергии потребляет насос в данный момент, а SCOP определяет, какой будет эта величина в течение отопительного сезона . В грамотно построенной системе с грунтовым тепловым насосом коэффициент сезонной эффективности SCOP достигает значения выше 4.

• Индикатор SPF – фактическая эффективность средства.

Этот параметр рассчитывается, когда насос уже работает и пользователь знает точные данные о поданном тепле и потребленной электроэнергии. Значение рассчитывается так же, как и коэффициент SCOP, подставив в формулу фактические данные.

Планируя покупку теплового насоса, учитывайте не только мощность и способ нагрева теплового насоса, но и вопросы, связанные с его ежедневным использованием. В частности, обратите внимание на:

• теплопроизводительность насоса;
• срок службы,
• уровень шума, создаваемого устройством;
• размер насоса;
• требования к техническому обслуживанию.

Как правильно выбрать мощность теплового насоса?

Самостоятельно рассчитать, какой воздушный тепловой насос для  дома площадью 150 м ²  станет лучшим выбором, непросто. Хотя общее представление вы получите, воспользовавшись калькуляторами, предоставляемыми производителями насосов, лучше доверить эту задачу специалисту.

Стандартный ответ на вопрос, какого теплового насоса для дома площадью 100 м ² будет достаточно: устройство до 10 кВт . Конечно, большое значение имеет размер, поэтому нужно отдельно решить, какой тепловой насос подойдет для дома площадью 300 м ^{2 .}

Конечный результат может отличаться от результата таких оценок, поскольку потери энергии, тип грунтового источника и установки, возможное наличие других источников тепла, а также расположение здания, состояние окон или дверей и теплоизоляция всегда учитывается . Регулировка мощности теплового насоса требует более широкого взгляда на здание, и это может сделать только квалифицированный монтажник.

Для каких систем отопления подходит тепловой насос?

Выше уже появлялась информация о том, что тепловой насос прекрасно работает в сотрудничестве с различными системами отопления. Прежде всего, это создает идеальную пару с фотогальваникой – все большее число инвесторов решаются на такую ​​комбинацию , чтобы избежать роста затрат на электроэнергию, необходимую для правильной работы насоса. На практике это означает, что затраты на эксплуатацию дома с тепловым насосом и фотоэлектрической установкой  могут даже упасть до нуля.

Следовательно: имеет ли смысл тепловой насос без фотогальваники? Хотя рассматриваемая комбинация, несомненно, выгодна, прекрасно подойдут и другие решения, особенно в случае домов с высокой изоляцией. Для систем отопления с низкой температурой подачи лучше всего подходят тепловые насосы . Традиционно этот параметр находится в пределах 50-90 градусов Цельсия, тогда как в низкотемпературных системах он находится на уровне 30-40 градусов Цельсия.

Поэтому оптимальным выбором будет любая установка поверхностного отопления: напольная, настенная или потолочная. Итак: нужен ли тепловому насосу пол с подогревом? Ответ таков: это хороший выбор, но, как видите, он не единственный.

Будет ли тепловой насос обогревать дом с радиаторами? В этом случае рекомендуются радиаторы с увеличенной поверхностью нагрева, способные питаться низкими температурами. Тогда потребление энергии тепловым насосом может быть примерно на 30% ниже, чем при более высоких температурах подачи в систему отопления. Также необходимо не забыть выделить место для циркуляционного насоса и буферной емкости .

Как установить тепловой насос и где лучше это сделать?

Тепловой насос для отопления дома может быть установлен снаружи или внутри здания. Хотя для самого устройства нет необходимости выделять отдельное помещение, стоит учитывать его размеры и создаваемый шум.

• Установка снаружи здания

Воздушные насосы и некоторые наземные модели предназначены для внешней установки. Такое расположение возможно благодаря прочному корпусу, устойчивому к изменяющимся погодным условиям. Этот тип насоса хорошо подойдет для типичных применений или в качестве теплового насоса для бассейна.

Лучше всего разместить тепловой насос у внешней стены здания , поскольку это обеспечит хорошее соединение с любой установкой. В зависимости от рекомендаций производителя минимальное расстояние между устройством и стеной составляет от 30 см до 1,5 м.

• Монтаж внутри здания

Тепловые насосы, предназначенные для установки в зданиях, имеют различные габариты в зависимости от дополнительного оборудования. Самые компактные устройства совместимы только с поверхностным отоплением. Если вы решили использовать тепловой насос для классических радиаторов, необходимо выделить дополнительное место для циркуляционного насоса и буферной емкости. Установка на чердаке или в подвале – хорошее решение.

Слышите ли вы тепловой насос в своем доме? Устройство генерирует шум на уровне 40-60 дБ, а это значит, что звук может раздражать как членов семьи, так и соседей, если устройство размещено небрежно. В некоторых случаях стоит попробовать шумоизолировать тепловой насос. Для предотвращения распространения вибраций используются гравийный балласт и резиновые антивибрационные подкладки.

Лучше не решаться на работу с тепловым насосом самостоятельно – доверьте установку профессионалам. Устройство работает эффективно только при правильном выполнении всех действий, поэтому полагайтесь на опыт монтажной бригады. Ошибки на этапе проектирования или сборки в крайнем случае могут полностью помешать экономичной работе насоса.

Является ли тепловой насос выгодным выбором?

Выгодно ли устанавливать тепловой насос? Давайте подробнее рассмотрим финансовые вопросы – они являются ключевым аспектом для инвесторов. Начнем с подсчета стоимости теплового насоса, включая установку.

Нельзя отрицать, что это серьезные инвестиции . Стоимость, конечно, зависит от типа выбранного насоса, его мощности и сложности установки. Ориентировочная цена всей системы для дома среднего размера (150 м2) с хорошей изоляцией начинается примерно от 35 000–50 000 злотых.

Сколько времени понадобится тепловому насосу, чтобы окупить себя? Какие счета можно ожидать за тепловой насос на этапе эксплуатации? Приблизительные расчеты показывают, что на обогрев приведенного выше примера дома средней площади будет потребляться примерно 4500 кВтч в год. Это соответствует потреблению 375 кВтч в месяц, что при курсе 0,80 злотых за 1 кВтч дает сумму примерно 300 злотых в месяц. Это гораздо меньше, чем при газовых установках , электрическом или угольном отоплении  .

Инвестиционные затраты, по-видимому, являются распространенным препятствием для использования теплового насоса. Ведь ваш домашний бюджет должен включать не только покупку самого устройства, но и дополнительные работы и цену установки. Хорошей новостью является то, что вы все еще можете получить финансирование для своего теплового насоса в рамках программы «Чистый воздух» .

В группу бенефициаров входят люди, годовой доход которых не превышает 100 000 злотых в год (согласно последней налоговой декларации), 1 564 злотых нетто на человека или 2 189 злотых нетто на человека в домохозяйстве, состоящем из одного человека в месяц, а также пострадавшие энергетической бедностью.

Тепловые насосы, как и другие способы отопления, не лишены недостатков, поэтому как можно раньше учитывайте любые обстоятельства, которые могут стать возможным противопоказанием к установке. Ниже мы объясним, когда не следует устанавливать тепловой насос или хотя бы отложить такие инвестиции.

Тепловой насос – стоит ли выбирать?

Выгоден ли тепловой насос? 2022 год — следующий этап большого интереса к таким установкам. В случае с тепловым насосом мнения пользователей обычно положительные, но это не значит, что у него нет недостатков . Посмотрите сравнение ниже.

Тепловые насосы аварийные? Нет, у устройств этого типа очень низкий процент отказов . Самым важным и дорогим их элементом является компрессор, отличающийся длительным сроком службы. При среднегодовой наработке 2-3 тыс. часов насосы работают долгие годы, не требуя вмешательства.

Наиболее распространенной причиной выхода из строя теплового насоса является не само устройство, а ошибки при монтаже , поэтому стоит выбрать опытного установщика, имеющего соответствующее разрешение от производителя.

Стоит подчеркнуть, что вложения быстро окупаются: по сравнению с тепловым насосом или газом первый вариант обходится вдвое дешевле. Конечно, в случае с тепловым насосом есть и отрицательные мнения, но можно сказать, что преимуществ больше.

Однако: всегда ли имеет смысл тепловой насос? Эксперты рекомендуют повременить с инвестициями при планировании тепловой модернизации вашего дома . Тогда лучше изолировать здание и по-новому взглянуть на его потребности в энергии, а позже или, возможно, одновременно запланировать установку теплового насоса. Если характеристики отремонтированного дома ограничивают потери энергии, вам придется вкладывать меньше средств, поскольку вы сможете выбрать устройство меньшей мощности.