Тепловые насосы воздух – вода

 

Назначение тепловых насосов «воздух-вода»

Воздушные тепловые насосы типа воздух – вода извлекают тепловую энергию с низким потенциалом из окружающего воздуха и передают её на внутренний водяной контур системы отопления и горячего водоснабжения.

Воздух является непрерывно возобновляемым источником тепловой энергии. Даже при сильном морозе он содержит низкопотенциальное тепло. И чем выше температура среды, тем больше тепла можно из неё извлечь. Поэтому, эффективность теплонасосов типа воздух – вода пропорционально изменяется при изменении внешней температуры.

В климатическом поясе с мягким и умеренным климатом воздушные тепловые насосы экономически более эффективны, чем в местах с суровой зимой, т.к. при температурах до – 10 °C они полностью справляются с отоплением.

Для примера на графике показана кривая количества часов в году с различной температурой воздуха в средней полосе Украины.

Количество часов в год по температуре воздуха

Низкие температуры бывают не более 100 часов в год.

Преобразованное теплонасосом воздух/вода тепло  передаётся не напрямую в обогреваемое помещение, а через буферную теплоаккумулирующую ёмкость. Благодаря этому, воздушные тепловые насосы этого типа устанавливаются в одну комбинированную систему отопления и ГВС с другими источниками тепловой энергии – котлами, солнечными коллекторами. В зависимости от потребности и конкретной ситуации они являются основным или дополнительным теплогенератором. Это позволяет оптимизировать расходы на отопление в зависимости от температуры на улице: при 0 °С ± 10 °С использовать экономичную энергию теплонасоса, а при морозах ниже –10 ÷ –15 °C догревать систему традиционным котлом на органическом топливе.

Виды теплонасосов «воздух/вода»

По степени выдачи тепла и нагрева воды

Выделим два вида оборудования: низкотемпературное – нагревает теплоноситель на подаче до 60 °C и высокотемпературное – до 80 °C.

Низкотемпературные теплонасосы применяют в системах отопления с тёплым полом или фанкойлами. Высокотемпературные установки имеют дополнительный компрессор и теплообменник. Более эффективны при отоплении радиаторами и для нагрева больших объёмов воды – например, бассейнов.

По исполнению блоков

Воздушные тепловые насосы воздух вода бывают:

  1. С единым наружным блоком, в котором помещаются все рабочие узлы: теплообменник, испаритель, компрессор.Наружный блок теплового насоса "воздух-вода"

    Наружный блок теплонасоса воздух-вода и внутренний блок управления - фото
    Наружный блок теплонасоса воздух-вода и внутренний блок управления
  2. С разделёнными наружным и внутренним блоками. Компрессор с испарителем стоят в первом, а конденсатор – во внутреннем. 

    Наружный и внутренний блоки теплового насоса воздух-вода - фото
    Наружный и внутренний блоки теплового насоса воздух-вода
  3. Наружный блок + многофункциональная буферная ёмкость, которая служит не только для сбора полученной энергии от разных источников, но и для оптимизации распределения тепла.

Воздушный теплонасос с баком

Преимущества

  1. Относительно низкие затраты на установку – монтаж без внешних коммуникаций – скважин или геотермального поля.
  2. Простой монтаж и подключение.
  3. Подогрев воды для бытовых нужд.
  4. Комбинирование с другими источниками тепла в одной системе.

Недостатки

  1. Снижение COP при понижении температуры.
Зависимость COP теплового насоса воздух-вода от наружной температуры воздуха
Зависимость COP теплового насоса воздух-вода от наружной температуры

Стоимость и окупаемость вложений

Расходы на установку теплового насоса «воздух – вода» относительно низкие, по сравнению с грунтовыми видами оборудования – для подключения не требуется бурить скважины или прокладывать геоконтуры горизонтального типа в грунте.

Цена оборудования составит от 400 ÷ 500 евро за каждый киловатт тепловой энергии. Т.е. Тепловой насос мощностью 8 кВт обойдется примерно в 3200 ÷ 4000 евро.

Срок окупаемости оборудования зависит от расхода тепла помещением. Чем больше потребление, тем больше экономии средств в абсолютной величине, тем скорее окупятся вложения.

В среднем, инвестиции возвращаются за 7÷10 лет.

Эксплуатация и обслуживание

Срок службы тепловых насосов не менее 25 лет.

Теплонасосы типа воздух – вода не требуют особенного обслуживания. Достаточно визуального наблюдения за состоянием блоков и очистки от внешних загрязнений, защиты наружных элементов от обледенения, снежных заносов.

Наружные блоки устанавливают на подставки высотой до 50 см или крепят на стену, в местах, защищённых от ветра с низкой вероятностью образования сугробов.

Чтобы электроника работала корректно, важно предотвратить перепады напряжения в сети – устанавливаются трансформаторы напряжения.

Экология

При работе любого теплового насоса нет опасных выбросов в атмосферу. Окружающая среда остаются экологически чистой.

Перспективы

Тепловые насосы воздух – вода являются самыми перспективным видом оборудования для отопления для климата Украины. Возобновляемость источника тепла, экономичность и производительность оборудования делают этот альтернативный вид отопления безальтернативным в ближайшем будущем!