Когда нет газа: экономичный способ обогрева тепловыми насосами

Прохлада летом, тепло зимой: тепловой насос воздух-воздух вместо обычной сплит-системы

Регионов с благодатным мягким климатом, когда приятное весеннее-летне-осеннее тепло сменяется вполне терпимым зимним похолоданием, – «по пальцам» пересчитать. Большинство населения проживает в местности, где основную часть года приходится либо изнывать от жары, либо бороться с лютыми морозами. Поэтому для комфортной жизни в собственном доме не обойтись без эффективных систем отопления и кондиционирования. Наряду с привычными обвязками из радиаторов и теплого пола во главе с котлом, все большее распространение среди частников получают альтернативные технологии и оборудование. Уже никого не удивишь разнообразными тепловыми насосами с горизонтальными или вертикальными грунтовыми или подводными коллекторами. Но при равной эффективности потребуется гораздо меньше затрат на обустройство, если использовать тепловой насос воздушного типа. О принципе действия такого прибора, его особенностях, плюсах и минусах расскажет специалист компании «БРИЗ – Климатические системы» в данной статье.

Виды тепловых насосов

Сам по себе магистральный газ является наиболее доступным энергоносителем и вряд ли в обозримом будущем сдаст свои позиции. Однако газификация затронула далеко не все просторы страны – как бы там ни отчитывались чиновники, а даже в развитых областях для большой доли населения «голубой огонек» – лишь мечта. К тому же реальная стоимость газификации зачастую в разы отличается от регламентированной и обычным домовладельцам просто не по карману. Вот и получается, что отапливаться газом дешевле всего, но не для всех это доступно. Поэтому и приходится рачительным хозяевам искать, как отапливать и охлаждать жилище и при этом не разориться на этапе создания системы или в процессе ее эксплуатации. И в этом плане у тепловых насосов впечатляющие перспективы – это экономичное оборудование уже по достоинству оценили во многих странах по всему миру. Почему бы и не перенять полезный опыт?

Всего существует и активно эксплуатируется не только в промышленных масштабах, но и в бытовых, четыре вида тепловых насосов:

    Воздух-воздух; Воздух-вода; Геотермальные; Комбинированные.

Для работы на энергии воды или грунта необходимо устройство масштабных водяных или грунтовых коллекторов – трубы прокладывают по дну водоема, располагают горизонтально на участке ниже глубины промерзания или опускают в глубокие скважины. Водоемы есть далеко не везде. Свободные пять соток, а именно столько потребуется под контур для отопления и кондиционирования среднего коттеджа, – для стандартного участка тоже роскошь. Бурить скважину глубиной 150 метров или несколько скважин минимум по 40 метров и устанавливать туда специальную трубу – сложно и дорого.

Тогда как тепловой насос воздух-воздух, представляющий собой усовершенствованную инверторную сплит-систему, забирает тепло прямо из воздуха и передает его в помещение. Логично, что у этого вида отопления есть целый ряд преимуществ.

    Экономичность. Любой тепловой насос использует электроэнергию, но этот обходится без коллекторов, поэтому комплект оборудования гораздо дешевле. Простота и скорость монтажа. Так как не требуется монтаж дополнительных инженерных систем, не нужно проводить масштабные дорогостоящие земляные работы. Процесс установки такой же, как у обычной сплит-системы, и может выполняться на любом этапе, в том числе по окончании отделочных работ или уже в процессе жизни в доме. Простота эксплуатации и обслуживания. По тем же причинам, что мы назвали выше, нет элементов, скрытых под толщей воды или в толще земли.

Как работает воздушный тепловой насос

Принцип работы теплового насоса такой же, как и у кондиционера.

Когда нет газа: экономичный способ обогрева тепловыми насосами

Наружный и внутренний блоки теплового насоса соединены трубопроводом, по которому движется хладагент. В теплообменнике наружного блока он находится в жидком состоянии, и так как его температура ниже, чем температура окружающей среды, он закипает и испаряется, поглощая тепло воздуха. Будучи в газообразном состоянии, он попадает в компрессор, который повышает его давление и, как следствие, температуру. Далее горячий газ попадает в теплообменник внутреннего блока, где происходит конденсация и охлаждение до состояния жидкости. Во время этого процесса благодаря вентилятору, который обдувает теплообменник, тепловая энергия передается в помещение, обогревая его.

После этого жидкий хладагент с высоким давлением попадает в дросселирующее устройство в наружном блоке – электронный расширительный вентиль. Здесь происходит резкое снижение температуры хладагента и давления, и он снова попадает в исходную точку – теплообменник наружного блока. Далее цикл повторяется.

То есть – ничего мифического, никто не спорит с законом сохранения энергии, просто умелое применение физических явлений на благо общества. При этом тепло поступает сразу в помещение, без посредников и потерь, чем и обусловлен высокий КПД такого климатического оборудования.

Как тепловой насос может забирать тепло из морозного уличного воздуха

И тут никаких нестыковок: это для нас все, что ниже нуля на уличном градуснике, – уже мороз, но не для хладагента.

В случае, когда на улице холоднее, чем в доме, перенос тепла становится возможным благодаря использованию холодильного контура с легкокипящей жидкостью – хладагентом. В любой среде, температура которой выше температуры абсолютного нуля (−273,15 °C), хоть на тысячную долю градуса, имеется тепловая энергия. В ситуации с тепловым насосом температура хладагента в наружном блоке всегда ниже температуры воздуха. Разница этих температур позволяет получить ту самую тепловую энергию, которая используется для обогрева помещения.

Читать также:  Седельный тягач: эффективный транспорт для дальнобойщиков

Почему обычная сплит-система и тепловой насос – не одно и то же

Раз принцип работы схожий, может показаться, что и разницы между обычной сплит-системой из ближайшего профильного магазина и тепловым насосом нет. Но, хотя современные кондиционеры могут работать на нагрев, отличия все же имеются.

Практически все современные кондиционеры могут не только охлаждать, но и нагревать помещения. Кондиционеры постоянной производительности, также известные как ON-OFF, обычно могут работать в режиме нагрева при температуре наружного воздуха до -7 °C. Более современные инверторные модели могут работать в режиме нагрева при температуре наружного воздуха до -15 °C. То есть на большей части территории России, где зимой температура опускается ниже -15 °C, они не могут использоваться круглогодично как основной источник обогрева. Но у некоторых производителей встречаются модели кондиционеров, специально оптимизированные для работы на нагрев. Такие кондиционеры-тепловые насосы могут работать на нагрев при температуре наружного воздуха уже до -25 °C и круглогодично использоваться как основной источник отопления.

А на случай непредвиденно суровых, нехарактерных для региона проживания морозов, в загородных домах обычно имеются или декоративно-функциональные камины-буржуйки или пара-тройка мобильных электроконвекторов.

За счет чего тепловые насосы способны работать на нагрев при низких температурах

При схожем принципе работы технически тепловые насосы «заточены» под работу в условиях сильных морозов.

Тепловые насосы специально подготовлены и оптимизированы для работы на нагрев. Они имеют теплообменник большего размера и более мощные компрессоры по сравнению с обычными сплит-системами, а также специальный алгоритм работы и дополнительный подогрев поддона наружного блока. Продвинутые модели оснащены ТЭНом для усиленного подогрева поддона наружного блока. Это позволяет реже использовать режим оттаивания и поддерживать стабильную температуру внутри помещения. В более простых моделях тепловых насосов для подогрева поддона используется нагревательный кабель, что, безусловно, менее эффективно.

Получается, при организации отопления дома на базе воздушного теплового насоса нужно обращать внимание на такие характеристики и конструктивные особенности, как наличие продвинутых компрессоров, теплообменников и ТЭНа для подогрева поддона наружного блока.

Как тепловой насос будет охлаждать

И это не праздный вопрос, ведь в некоторых регионах мягкая зима сменяется жарким летом, когда прохлады нет ни днем, ни ночью, а ставить два вида кондиционеров избыточно во всех смыслах. Тепловой насос отлично работает как на нагрев, так и на охлаждение.

У ведущих мировых производителей тепловых насосов расширен температурный диапазон в режиме нагрева, но это никак не сказывается на режиме охлаждения – они могут так же эффективно охлаждать помещение в летний период. Так, например, некоторые модели тепловых насосов имеют выдающуюся сезонную энергоэффективность как в режиме охлаждения, так и в режиме нагрева: А+++/A+++. Тепловой насос обогреет зимой, а летом – охладит ваш дом.

Много ли энергии затрачивает тепловой насос в процессе работы

Энергоэффективность сегодня по понятным причинам во главе угла при выборе любого энергозависимого оборудования, а когда это базовый элемент системы отопления и кондиционирования, то тем более. Если летом сплит-систему еще можно выключить на какое-то время в целях экономии, то зимой в морозную погоду такой способ оптимизации расходов использовать не получится. Но благодаря экономичности тепловых насосов это и не потребуется.

Когда нет газа: экономичный способ обогрева тепловыми насосами

На сегодняшний день тепловой насос – один из самых энергоэффективных способов обогрева. Энергоэффективность электрических конвекторов, маслонаполненных радиаторов и других традиционных обогревателей в несколько раз ниже, чем у теплового насоса. Например, модель теплового насоса с индексом 35 (рассчитана на обогрев помещения 35 кв. м) потребляет электроэнергии всего 0,8 кВт*ч – в три раза меньше, чем электрический чайник. Такую нагрузку выдержит любая бытовая электрическая сеть. Затратив 0,8 кВт*ч электроэнергии, тепловой насос «произведет» 4 кВт тепловой энергии. При этом 20% тепла будет получено от электричества, а 80% прибор берет из наружного воздуха, бесплатно. Электрические нагреватели для производства такого же количества тепловой энергии затратят 4 кВт*ч электроэнергии – в 5 раз больше.

К этому стоит добавить и высокую эффективность: чтобы прогреть воздух в комнате площадью 35 квадратов с некомфортных 18 °С до приемлемых 25 °С, понадобится или несколько десятков минут работы мощного конвектора или несколько небольших конвекторов. Тогда как тепловой насос с этой же задачей справится примерно за 5 минут, затратив всего около 90 Вт*ч электроэнергии против нескольких сотен Вт*ч у электрических конверторов. 

А дальше все зависит от параметров дома: если теплый контур герметичен, а перекрытия и крыша достаточно утеплены, потери тепла будут минимальны, и на поддержание заданного температурного режима оборудование потратит минимум электроэнергии.

Когда нет газа: экономичный способ обогрева тепловыми насосами

Современные кондиционеры-тепловые насосы – универсальное высокотехнологичное оборудование, которое круглый год будет поддерживать в доме оптимальный температурный режим. А затраты и на монтаж, и на эксплуатацию ниже, чем при использовании тепловых насосов других видов. Там, где нет, и не будет газа или его подключение недоступно из-за ограничений по бюджету, тепловой насос станет надежным и экономичным источником тепла зимой и прохлады летом.