Тепловые насосы

— Отопление и ГВС. Основное назначение большинства тепловых насосов. Стоит учитывать, что далеко не все из подобных агрегатов способны полноценно обеспечить температуру и мощность, необходимые для полноценного водяного отопления — многие из них подходят скорее для низкотемпературного обогрева вроде «тёплых полов», либо для работы в качестве доп. источника энергии в сочетании с котлом. Но существуют также модели с высокой температурой подающей линии, это важно если планируется использование на уже существующем радиаторном отоплении. Для горячего водоснабжения используются водонагреватели с косвенным нагревом или комбинированные. Такие водонагреватели могут быть как в комплекте с тепловым насосом так и поставляться отдельно. Стоит отметить что для установки такого водонагреватели могут потребоваться дополнительные опции, это нужно уточнять отдельно.

— Горячее водоснабжение. Тепловые насосы, предназначенные исключительно для ГВС, встречаются относительно редко. Особенностью многих подобных моделей является отсутствие внутреннего блока — агрегат (обычно типа «воздух-вода», см. «Источник») располагается вне помещения и соединяется с установленным внутри водонагревателем косвенного типа. По ряду причин данный вариант особого распространения не получил.

— Для бассейна. Основным отличием тепловых насосов для бассейна является рабочая температура, которая в хол...од делает насос крайне не эффективными. Второй основной параметр — это температура нагрева теплоносителя, в таких моделях она обычно не выше +40 °С, но на практике такая температура возможна лишь в идеальных условиях. В большинстве моделей наивысшие показатели эффективности достигаются при температурах воздуха от 15° до 27° и температуре подачи воды ~26 °C что комфортно для человека. Как правило, такие модели имеют моноблочную конструкцию, что позволяет подключать подающую и обратную линию непосредственно к тепловому насосу.

Объём накопительного бака водонагревателя, установленного в тепловом насосе. Чем больше этот объём — тем больше горячей воды можно запасти в устройстве, тем меньше риск израсходовать её при интенсивном потреблении. Существуют формулы, позволяющие рассчитать оптимальный объём водонагревателя в зависимости от конкретной ситуации; их можно найти в специальных источниках.

Максимальная тепловая мощность, выдаваемая насосом в режиме охлаждения.

При такой работе насос функционирует в обратном цикле — отводя излишек тепла из помещения в окружающую среду, то есть, по сути, играет роль кондиционера. Необходимая мощность охлаждения зависит от площади здания, особенностей его теплоизоляции и некоторых других факторов; способы её расчёта можно найти в специальных источниках. Здесь же отметим, что обычное отопительное оборудование (радиаторы, тёплые полы) для работы на охлаждение не подходит, для этого необходимо использовать специальное оборудование (например, фанкойлы).

Тип водонагревателя, которым оснащён тепловой насос с функцией ГВС (см. «Назначение»). Все подобные водонагреватели обычно работают по накопительному принципу — то есть имеют бак, где хранится запас нагретой воды — и, по сути, позволяют тепловому насосу выполнять ещё и функции бойлера. Различие же заключается в месте установки бака и принципах нагрева воды.

— Встроенный. Водонагреватель, установленный непосредственно в корпусе теплового насоса. Такая конструкция делает систему ГВС менее громоздкой (хотя и увеличивает габариты самого насоса), а также позволяет использовать не только принцип косвенного нагрева (когда тепло передаётся воде из теплообменника), но и догревательный ТЭН (при его наличии, см. выше), что положительно сказывается на эффективности

— Внешние. Водонагреватели, установленные вне корпуса теплового насоса. В отличие от встроенных, могут работать только по принципу косвенного нагрева, из-за чего в целом несколько менее эффективны. В то же время вынос дополнительного оборудования за пределы корпуса уменьшает габариты насоса, да и возможность самостоятельно выбрать место для установки водонагревателя часто оказывается немаловажной.

Тип электропитания, используемого тепловым насосом.

— Однофазное (220 В). Подключение к бытовой сети на 220 В. Многие модели с подобным питанием способны работать от обычной розетки, что заметно облегчает подключение. Однако при высокой потребляемой мощности (3,5 кВт и выше) может потребоваться особый способ подключения к сети, розетка тут уже не подойдет.

— Трехфазное (380 В). Питание от сетей 380 В подходит для тепловых насосов любой мощности, в т.ч. для моделей, оснащенных «прожорливыми» догревательными ТЭНами. Кроме того, приборы с таким питанием при постоянной работе фактически потребляют меньше энергии, чем аналогичные по мощности потребления однофазные. В свете этого данный вариант может предусматриваться даже в тепловых насосах невысокой мощности. Недостатком трехфазных сетей является слабая распространенность: если в производственном помещении с такой сетью, скорее всего, проблем не будет, то для частного дома может понадобиться прокладка отдельной линии, например от уличного столба или трансформатора.

Тепловой коэффициент COP (coefficient of performance) является ключевой характеристикой, описывающей общую эффективность и экономичность работы теплового насоса. Он представляет собой соотношение между тепловой и потребляемой мощностью агрегата (см. выше) — проще говоря, сколько киловатт тепловой энергии вырабатывает насос на 1 кВт затраченного электричества. В современных тепловых насосах этот показатель может превышать 5.

Однако стоит учитывать, что фактическое значение COP может быть разным в зависимости от температуры снаружи и температуры подачи. Чем выше разница между этими температурами — тем больше затрат нужно на «перекачивание» тепловой энергии и тем ниже будет COP. Поэтому в характеристиках принято указывать значение COP для конкретных значений температур (а во многих моделях — два значения, для разных вариантов) — это позволяет оценить фактические возможности агрегата.

Наименьшая температура среды (воздуха или грунта, см. «Источник»), при которой тепловой насос может безопасно и достаточно эффективно выполнять свои функции. Эффективность при минимальной температуре, разумеется, заметно снижается, однако устройство всё равно можно использовать в качестве источника тепла.

Данные о минимальной рабочей t позволяют оценить пригодность насоса для холодного времени года.

Марка хладагента (фреона), используемого в тепловом насосе.

— R22. Устаревшая марка, популярная некоторое время назад, однако на сегодня используемая крайне редко. Отличаясь рядом преимуществ (невысокая стоимость, низкое рабочее давление, однородность), R22 в то же время экологически небезопасен (вредит озоновому слою), поэтому постепенно выходит из употребления, хотя в некоторых недорогих моделях всё ещё встречается.

— R134A. Хладагент на основе тетрафторэтана, относящийся к озонобезопасным фреонам (однако о полной экологической безопасности говорить нельзя, т.к. R134A имеет высокий потенциал глобального потепления GWP). Имеет однородный состав, что позволяет без проблем дозаправлять систему в случае утечек, однако характеризуется специфическими требованиями к компрессорам и смазочным материалам (необходимы полиэфирные масла), что соответственно влияет на стоимость.

— R407C. Ещё одна замена для «озоноопасного» R22. Довольно эффективен и экологически безопасен, однако стоит дорого, имеет высокое рабочее давление (что соответствующим образом сказывается и на цене оборудования), кроме того, анизотропен — является смесью нескольких фреонов с разными температурами кипения, и в случае утечки необходимо полностью менять весь объём хладагента.

— R410A. Как и R407C, данный фреон является озо...нобезопасным, однако требует ещё больших рабочих давлений (и, соответственно, надёжного и дорогого оборудования), да и стоит недёшево. С другой стороны, компоненты R410A имеют одинаковую температуру кипения, и в случае утечки не нужно менять хладагент полностью — достаточно пополнить его запас.

— R32. Довольно продвинутый хладагент, сочетающий в себе три ключевых достоинства: эффективность, экологическую безопасность и изотропность. Данное вещество не разрушает озоновый слой и не оказывает значительного влияния на глобальное потепление; а однородный состав позволяет без проблем дозаправлять тепловой насос в случае утечки фреона. Главным недостатком моделей с данным типом хладагента является высокая цена, связанная не столько со стоимостью самого R32, сколько со специфическими требованиями к конструкции рабочего контура.

Электрическая мощность, потребляемая тепловым насосом при работе только на перекачку тепла, без использования догревательного ТЭНа (при его наличии, см. ниже). Отношение тепловой мощности к потребляемой мощности определяет тепловой коэффициент СОР (см. ниже) и, соответственно, общую эффективность агрегата. Также от этого показателя зависит общее энергопотребление (и, соответственно, счета за электричество), а также некоторые требования по питанию и подключению — например, модели с питанием от 220 В и мощностью более чем 5 кВт не могут работать от розетки и требуют специального формата подключения к сети.

Наибольшая тепловая мощность, вырабатываемая тепловым насосом — то есть количество тепла, которое он способен «перекачать» снаружи в систему отопления и/или ГВС.

Тепловая мощность является важнейшей характеристикой теплового насоса — она напрямую определяет его эффективность и способность обеспечить необходимое количество тепла. Отметим, что данный показатель указывается для оптимальных условий работы — в частности, довольно высокой наружной температуры. На практике такие условия встречаются редко, поэтому фактическая мощность обычно заметно ниже максимальной; это нужно учитывать при выборе. Существуют специальные формулы для расчёта оптимального значения максимальной тепловой мощности в зависимости от конкретной ситуации.

Источник, из которого тепловой насос «выкачивает» энергию при работе, фактически — базовая схема работы насоса.

— Воздух-вода. Тепловые насосы, отбирающие тепло из окружающего воздуха. Преимуществами таких агрегатов являются простота в установке и возможность использования независимо от наличия свободной земли около здания. С другой стороны, воздушные модели имеют меньший COP (см. ниже), чем грунтовые, при этом их эффективность сильно зависит от погодных условий и значительно падает именно в холодное время года, когда потребность в отоплении наиболее высока (вплоть до полной неэффективности в мороз). Таким образом, насосы «воздух-вода» оправданы прежде всего в системах с небольшими перепадами температур и невысокими теплопотерями (тёплые полы, обогрев бассейна с весны по осень), в системах бивалентного отопления (с дополнительным источником тепла, например, котлом), а также там, где нет возможности установить агрегат «грунт-вода».

— Грунт-вода. Тепловые насосы, работающие от тепла, накопленного в грунте. Такие агрегаты намного эффективнее воздушных: земля способна накапливать много тепла, перепады температур даже при сильных морозах минимальны, а на большой глубине температура вообще остаётся постоянной круглый год. Главным недостатком грунтовых моделей является сложность в установке. Для этого потребуется свободный участок грунта, причём, в зависимо...сти от размеров этого участка, потребуется либо закапывать коллектор на обширной территории, либо «упаковывать» его в глубокую скважину, бурение которой обходится недёшево.

— Универсальный. Тепловые насосы, допускающие работу и от воздуха, и от грунта — вплоть до обоих вариантов одновременно. Об особенностях того и другого подробнее см. выше. А универсальность делает насос максимально удобным как в установке, так и в использовании, однако обходится недешево.

— Внутренний блок (гидромодуль). Часть теплового насоса, устанавливаемая внутри помещения. По определению входит в комплект поставки агрегатов «грунт-вода» (см. «Источник») — внутренний блок в данном случае и является собственно тепловым насосом, наружу выводится только коллектор и соединительные трубы. А вот воздушные модели могут не иметь данного модуля.

— Внешний блок. Часть теплового насоса, располагаемая снаружи помещения. Практически не используется в грунтовых моделях, однако является практически обязательным элементом комплектации для агрегатов типа «воздух-вода» — как правило, внешний блок включает и коллектор для отбора тепла. Впрочем, существуют воздушные тепловые насосы с возможностью установки в помещении, с подводом и отводом воздуха по вентиляционным каналам — однако для таких моделей в комплектации указывается только внутренний блок, хотя устройство обычно может устанавливается и снаружи. А есть и вовсе модели моноблоки, сочетающие в себе внутренний и внешний блок в одном корпусе.

— Водонагреватель. Собственное приспособление для нагрева воды и подачи её в систему ГВС; подробнее см. «Водонагреватель». Наличие собственного водонагревателя, с одной стороны, упрощает установку насоса и избавляет от необходимости докупать дополнительное оборудование; с другой...— при покупке такого насоса приходится полагаться на выбор производителя, тогда как внешний водонагреватель можно докупить и отдельно.

Мощность догревательного ТЭНа, установленного в устройстве (при наличии такой функции).

Догревательный ТЭН представляет собой электрический нагреватель в виде трубки с нитью накаливания внутри. Такой нагреватель играет вспомогательную роль, он применяется, когда тепловой мощности самого насоса недостаточно — например, при значительном падении температуры снаружи. Главное преимущество ТЭНов состоит как раз в том, что их эффективность не зависит от наружных условий. А основной недостаток заключается в высоком энергопотреблении: если тепловой насос способен «перекачать» значительно больше тепловой энергии, чем потребляет электричества, то тепловая мощность ТЭНа приблизительно равна потребляемой. Именно поэтому в характеристиках указывают мощность ТЭНа вообще, не уточняя, о чем идет речь: указанная цифра соответствует и мощности нагрева, и энергопотреблению. Эти параметры аналогичны соответствующим параметрам самого теплового насоса; подробнее о них см. выше.

Температура в прямом трубопроводе, для которой указан коэффициент COP. Подробнее об этом коэффициенте см. ниже. А данная температура — это температура теплоносителя на выходе из насоса, при которой достигается приведенное значение COP.

Отметим, что производители нередко идут на хитрость и замеряют COP для сравнительно невысокой температуры (заметно ниже, чем максимальная температура теплоносителя — например, 35 °С для модели с максимумом в 55 °С). Это позволяет приводить в характеристиках довольно внушительные цифры эффективности. Однако при более высоких температурах фактические затраты энергии на единицу тепловой мощности будут больше, и фактический COP будет ниже.

Дополнительный тепловой коэффициент COP, указанный в характеристиках в дополнение к основному. Подробнее о значении этого показателя см. п. «Коэффициент COP» выше. А дополнительный коэффициент указывается для иных рабочих температур, чем основной — это позволяет оценить возможности насоса в разных условиях.

Температура в прямом трубопроводе, для которой указан дополнительный коэффициент COP. Подробнее об этом коэффициенте см. ниже. А данная температура — это температура теплоносителя на выходе из насоса, при которой достигается приведенное значение COP.

Отметим, что производители нередко идут на хитрость и замеряют COP для сравнительно невысокой температуры (заметно ниже, чем максимальная температура теплоносителя — например, 35 °С для модели с максимумом в 55 °С). Это позволяет приводить в характеристиках довольно внушительные цифры эффективности. Однако при более высоких температурах фактические затраты энергии на единицу тепловой мощности будут больше, и фактический COP будет ниже.

Наибольшая температура, до которой насос способен нагреть теплоноситель. Стоит отметить, что достигнуть таких показателей можно при довольно высокой температуре воздуха или грунта. А поскольку тепловые насосы используются в холодное время года, то и фактическая максимальная температура, как правило, оказывается меньше теоретически достижимой. Тем не менее, этот параметр вполне позволяет оценить возможности агрегата или его пригодность для тех или иных задач.

Средний уровень шума, производимый тепловым насосом при работе в штатном режиме.

Чем ниже уровень шума — тем комфортнее будет использование агрегата; особенно это важно при установке внутри жилых домов или квартир. Уровень шума является нелинейной величиной, поэтому оценивать его проще всего по сравнительным таблицам. Их можно найти в специальных источниках. Здесь же отметим, что наиболее тихие современные модели выдают громкость порядка 39 – 40 дБ — это громкость обычной человеческой речи и максимальный уровень, допустимый для жилых комнат в дневное время; наиболее же громкие шумят на 60 – 62 дБ — это можно сравнить с телевизором на средней громкости.

Под страной происхождения обычно подразумевают «родину» бренда — торговой марки, под которой тепловой насос представлен на рынке. При этом фактическое место выпуска как самого агрегата, так и отдельных его деталей не обязательно находится в этой стране: многие западные фирмы для снижения расходов переносят своё производство в государства с дешёвой рабочей силой (например, в Китай). Несмотря на расхожее мнение, само по себе это не ведёт к снижению качества товара — всё зависит от того, насколько тщательно владелец бренда контролирует производство. А многие компании, особенно крупные и «именитые», следят за качеством весьма ревностно — ведь от этого зависит их репутация. Из известных стран производителей можно назвать Германию, Данию, США и Японию.

Тепловая мощность — проще говоря, количество тепла — вырабатываемое тепловым насосом при температуре источника (воздуха или грунта — см. выше) около 0 °С. Этот показатель более нагляден и приближён к реальности, чем максимальная тепловая мощность (см. выше), поэтому часто он указывается в характеристиках как основной.

Необходимая тепловая мощность зависит от площади и некоторых особенностей помещения, от потребности в горячей воде и ряда других факторов; для её расчёта в специальных источниках можно найти соответствующие формулы.

Наружная температура, для которой приводится дополнительный коэффициент COP. Подробнее об этом коэффициенте и значении наружной температуры см. ниже.

Наружная температура, для которой приводится коэффициент COP. Подробнее об этом коэффициенте и значении наружной температуры см. ниже.

Возможность управления устройством при помощи смартфона / планшета обусловлена наличием встроенного Wi-Fi модуля. Подключив тепловой насос в сеть и настроив необходимые параметры в приложении у Вас будет постоянный доступ к контролю за насосом. При этом, встречаются модели, которые «из коробки» не обладают встроенным Wi-Fi модулем, однако его можно установить дополнительно. На случай, если в будущем Вам не будет хватать базовых функций.

— Нагрев и охлаждение. Тепловые насосы, которые работают на перекачку тепла в двух направлениях. Основная функция нагрев как правило используется для водяного контура теплых полов или радиаторного отопления, а для охлаждения такие устройства могут заменять фанкойлы. Стоит отметить что модели с таким режимом можно использовать к примеру только на нагрев, например если система охлаждения уже существует, что упростит в целом монтаж коммуникаций.

— Только нагрев. Существуют тепловые насосы которые работают только в режиме нагрева, актуально если помещение уже имеет систему кондиционирования и охлаждение не требуется.

Подробнее о мощности потребления смотрите пункт выше. Здесь же отметим, что в данном пункте указывается расход электроэнергии при работе в режиме охлаждения.

Компрессор является главным элементом, «сердцем» агрегата: именно он обеспечивает циркуляцию теплоносителя по контурам насоса и перенос тепла снаружи в помещение. Зная название компрессора, можно найти подробную информацию о нем и выяснить некоторые особенности теплового насоса в целом. Отметим, что название обычно указывают в том случае, если в устройстве используется высококлассный компрессор, часто — инверторный (касается моноблоков или моделей с внешним блоком в комплектации.).

— Инверторный. Наличие в тепловом насосе компрессора с инверторным управлением мощностью. Модели без инвертора имеют лишь два режима работы — полная мощность и «выкл.»; а заданная интенсивность обогрева/охлаждение обеспечивается за счет включения и отключения компрессора на определенные промежутки времени. В свою очередь, принцип инверторного управления заключается в плавном изменении мощности компрессора, что позволяет избегать постоянных включений и отключений. Такой формат работы дает целый рад преимуществ: минимальный износ, отсутствие скачков напряжения и лишней нагрузки на сеть, а также комфортный (невысокий и стабильный) уровень шума.