Установка теплового насоса

Установка теплового насоса – это услуга, заключающаяся в подключении устройства, преобразовывающего энергию окружающей среды, к системам обогрева или охлаждения, с целью полного или частичного обеспечения их работы. Данные аппараты, монтаж которых давно является обязательным в домовладениях некоторых европейских стран, постепенно приобретают все большую популярность и в Украине, даже, несмотря на относительно немалые стоимости. Это легко объясняется тем, что система отопления с тепловым насосом, равно как и система горячего водоснабжения, хотя и требует определенных первоначальных затрат, окупаемых за 3-5 лет, зато в дальнейшем обеспечивает постоянную экономию быстро дорожающих энергоресурсов. Поэтому, изложенная ниже информация будет полезна всем, кто думает об установке этих устройств, за которыми будущее альтернативной энергетики.

Конструкция и принцип работы теплового насоса

Разумеется, прежде чем перейти к непосредственному рассмотрению монтажа отопления с тепловым насосом, следует кратко разобраться в том, как функционируют данные агрегаты и какими они бывают. Это важно, поскольку между модификациями таких преобразователей, а значит – и их монтажом, есть значительные различия. В целом, тепловой насос – это устройство, предназначенное для перенесения бесплатной и возобновляемой энергии окружающей среды в помещения посредством бытовых инженерных систем. А именно – систем отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования. В конструкции каждого теплонасоса присутствуют следующие основные элементы – компрессор, испаритель, конденсатор, терморегулятор, теплоноситель и хладагент. Конструктивно такая помпа может быть моноблочной или разделенной на наружный и внутренний блоки – как сплит-система.

Что касается принципа работы теплового насоса, то упрощенно можно сказать, что он идентичен принципу функционирования холодильника, только наоборот. Так, холодильник отбирает тепловую энергию у помещенных внутрь него продуктов и предметов, чтобы отдать ее наружу – в окружающую среду. А тепловой насос берет тепло из наружного воздуха, грунта или воды, чтобы передать его в помещения, и задействовать для обогрева или охлаждения жилых домов или зданий другого назначения. Для этого используется контактирующий с определенной внешней средой теплоноситель, чаще всего – вода, которая после небольшого наружного нагрева проходит сквозь испаритель, где отдает тепло внутреннему контуру насоса, по которому циркулирует уже хладагент. Данное вещество, чаще всего – фреон, обладает крайне низкой температурой кипения, позволяющей ему быстро преобразовываться в пар.

На следующем этапе полученный в результате испарения фреона пар забирается компрессором, в котором сжимается, в результате чего повышается его температура. После этого фреон транспортируется в конденсатор, где нагретый хладагент отдает энергию теплоносителю сети обогрева здания, а затем вновь принимает жидкое состояние. Затем весь описанный цикл повторяется снова. При этом, если речь идет об отоплении частного дома тепловым насосом, необходимый микроклимат в его помещениях поддерживается автоматически. Когда температура воздуха поднимается до нужного значения, терморегулятор останавливает работу компрессора, размыкая цепь. А когда температура понижается – терморегулятор снова замыкает цепь и обогрев возобновляется. То есть, постоянного участия человека в этом процессе не требуется, что очень удобно и практично.

Эффективность и выбор теплового насоса

При выборе рассматриваемых альтернативных источников энергии, у каждого из их будущих владельцев обязательно возникает вопрос – какой тепловой насос лучше или эффективней? Относительно этого, следует сразу разобраться в терминах. В случае с тепловыми насосами, понятие коэффициента полезного действия (КПД) принято заменять на коэффициент преобразования потребляемой электрической энергии (COP). Это объясняется тем, что данные агрегаты используют в работе определенный объем электроэнергии, вырабатывая взамен энергию тепловую. Но, даже у одной модели при работе в разных режимах коэффициент COP может отличаться от 1,0 до 7,0. Приводя привычную аналогию – чем больше это значение, тем выше КПД теплового насоса. То есть – он сможет вырабатывать больше тепла, используя для этого минимум электроэнергии, но для этого существуют определенные условия.

Важно понимать, что своих максимальных значений коэффициент COP достигает при более высокой температуре среды, из которой забирается тепло, что особенно актуально для аппаратов типа «воздух-вода». Например, на протяжении межсезонья, когда температура на улице держится в пределах 10 °C и выше, коэффициент COP воздушного теплового насоса достигает 7,0. Что позволяет использовать его даже для подогрева воды в открытом бассейне, примерно, с апреля по октябрь. В свою очередь, у геотермальных теплонасосов коэффициент COP более постоянен и находится в пределах от 4 до 5, так как температура грунтов и воды на глубинах более 2 м почти не меняется в разные сезоны. Это значит, что эффективность более простых в монтаже воздушных моделей постоянно изменяется на протяжении года, а эффективность их сложных геотермальных аналогов всегда постоянна.

Кроме того, планируя монтаж системы отопления определенного вида, необходимо предварительно выяснить максимально возможную температуру подачи у конкретной модели теплового насоса. Так, для радиаторного обогрева ее значение должно превышать 50 °С. Поэтому для таких сетей подходят только высокотемпературные теплонасосы, способные нагревать жидкость до 70 °С. В свою очередь, для систем напольного отопления достаточно теплоносителя с температурой 35 °С, а значит, и низкотемпературных моделей теплонасосов. Стоит также отметить, что вид такого оборудования по максимальной температуре не критичен – при условии его работы с буферным баком. Дело в том, что буферная емкость собирает и усредняет тепло из разных источников в одном объеме воды. В результате чего в разные температурные контуры подается теплоноситель с необходимой температурой.

Что касается классификации современных тепловых насосов, то все они подразделяются на 3 вида, в зависимости от применяемого для получения тепла источника энергии:

1. Воздушные тепловые насосы – также известные как «воздух-вода», они используют для получения тепловой энергии воздушные массы снаружи здания. Такие агрегаты способны генерировать тепло при внешней температуре до -5 °С, а потому обычно используются как дополнения для котлов разных модификаций. При этом, мощность теплового насоса должна быть на 30 - 40 % меньше необходимой для отопления дома. То есть, аппарат сможет обогревать здание в не слишком холодную погоду, а во время пиковых нагрузок недостаток тепла будет компенсировать котел. Коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую СОР для воздушных тепловых насосов зависит от погоды, и равен от 2,5 до 4.

Преимущества установки комбинированного отопления в частном доме с теплонасосом «воздух-вода» таковы:

• Наличие компактного альтернативного источника энергии, который можно установить почти в любом удобном месте, как обычную сплит-систему;
• Самый простой монтаж среди всех прочих видов тепловых насосов, не требующий проведения буровых или земляных работ;
• Наличие двух источников тепла – насоса и котла, позволяет выбирать более дешевый вариант отопления в конкретный момент времени;
• Даже при отключении электричества для поддержания работы системы отопления в доме будет достаточно генератора относительно небольшой мощности;
• Доступная стоимость – как самого теплового насоса воздушного типа, так и монтажных работ при его подключении.

2. Грунтовые тепловые насосы – также известные как «грунт-вода», они используют для получения тепловой энергии температуру глубинных почвенных слоев. Такие агрегаты могут применяться в качестве единственных источников тепла. Но установка грунтового теплового насоса требует проведения масштабных земляных работ для обустройства его контуров. При этом, горизонтальный контур размещают ниже уровня промерзания грунта — на глубине в 1,2 - 1,5 м. Требуемая площадь участка для этого способа монтажа зависит от вида грунта и степени его насыщенности влагой, но в любом случае она будет достаточно большой.Если же придомовая территория слишком мала, контур располагают вертикально в одной или нескольких скважинах глубиной 70 - 100 м.

Преимущества теплосети с теплонасосом «грунт-вода» таковы:

• Отсутствие каких-либо затрат на энергоресурсы для дополнительных источников обогрева здания, таких как котлы;
• Стабильно высокая производительность, не зависящая от погодных условий и уровня прогрева грунта, который почти не меняется на глубине более 2 м;
• Постоянно высокий коэффициентом преобразования электрической энергии в тепловую СОР, равный значениям 4 - 5, в зависимости от модели;
• Длительная эксплуатация всех подобных аппаратов, с лихвой компенсирующая высокие затраты на их установку.

3. Водяные тепловые насосы – также известные как «вода-вода», они используют для получения тепловой энергии температуру воды из водоемов или скважин. Такие агрегаты тоже имеют высокую эффективность, часто вполне сравнимую с эффективностью их грунтовых аналогов, притом, что их монтаж часто оказывается проще. Для отбора тепла данные помпы также используют два типа внешних контуров – горизонтальные, укладывающиеся прямо на дно достаточно глубоких и не промерзающих полностью водоемов, а также вертикальные, для размещения которых бурятся глубокие и достигающие водяных пластов скважины. Второй способ размещения сложен, но стабильная температура воды на глубине позволяет повысить КПД таких машин.

Преимущества сети обогрева с теплонасосом «вода-вода» таковы:

• Не уступающий грунтовым аналогам коэффициент преобразования электрической энергии в тепловую СОР, достигающий значений 4 - 5;
• Относительная простота монтажа отбирающих тепло контуров на дно водоемов, не требующая проведения буровых работ;
• Длительный срок службы, почти не уступающий эксплуатационному сроку земляных тепловых помп.

Общие преимущества тепловых насосов

Хотя рассматриваемые преобразователи энергии разных видов имеют свойственные только им и описанные выше плюсы и минусы, общий перечень достоинств всех теплонасосов весьма велик и включает следующие пункты:

• Экономичность, достигаемая за счет использования неограниченных и возобновляемых запасов природной энергии;
• Универсальность, выражена в том, что тепловые насосы могут обеспечивать не только приток тепла в помещения в холодные периоды, но и его отвод – в теплые сезоны;
• Допустимость использования в зданиях любого назначения – от жилых домов, до общественных и образовательных учреждений;
• Самая низкая стоимость 1 кВт тепла, по сравнению с котлами, работающими на традиционных энергоносителях;
• Эффективная работа вместе с системами отопления, горячего водоснабжения и кондиционирования;
• Бесперебойная эксплуатация, не зависящая от поставок энергоносителей, за исключением электроэнергии;
• Простата обслуживания, обусловленная использованием в процессе эксплуатации замкнутых контуров или даже их полным отсутствием;
• Минимальный уровень шума в процессе работы, не превышающий шумности обычного бытового кондиционера;
• Высокий уровень пожарной безопасности и абсолютная взрывобезопасность, ввиду отсутствия горючих видов топлива;
• Экологическая безопасность, выражающаяся в отсутствии каких-либо вредных выбросов в атмосферу и разрушающих озоновый слой веществ;
• Совместимость с фанкойлами, благодаря которым тепловые насосы становятся способны охлаждать помещения летом;
• Некоторые насосы тепловые имеют встроенные резервные электронагреватели и могут работать на теплоснабжение автономно – вообще без котлов;
• Необходимая для теплового насоса электрическая мощность в 3-4 раза меньше, чем для любого другого способа электрического отопления дома;
• Большой ассортимент моделей с разными мощностями и функциональными возможностями, позволяющий легко выбрать оптимальный вариант.

Правила и последовательность установки тепловых насосов

Переходя к рассмотрению процессов монтажа теплонасосов, нужно сразу подчеркнуть, что его обязательно должны выполнять специалисты. Поскольку, такое устройство нужно не только грамотно смонтировать, но и правильно настроить.Если речь идет, например, об установке отопления в частном доме, цена которого зависит от его размеров, с нуля, то необходимо составлять проект такой сети, в котором будут учтены все ее особенности и рассчитаны теплопотери. Это позволит выбрать максимально эффективный тепловой насос для конкретного домохозяйства. Покупая его, также нельзя забывать об анализе имеющихся технических условий для монтажа. Ведь далеко не на каждом земельном участке есть, например, водоем – для расположения контуров устройства «вода-вода» или достаточно свободного пространства для горизонтального размещения контуров агрегата «грунт-вода».

Если выбор делается в пользу приобретения самого эффективного теплового насоса «грунт-вода», то нужно предварительно изучить виды и свойства имеющихся на придомовой территории грунтов, притом – на разных глубинах. Также важно выяснить общую глубину промерзания почвы. Без проведения предварительных буровых работ невозможно обойтись и при планировании монтажа теплового насоса «вода-вода», если он будет находиться в скважине и отбирать энергию у грунтовых вод. Если же отборный контур такого устройства планируется разместить в водоеме, надо выяснить его максимальную глубину и глубину промерзания. После этого вычисляется оптимальная длина контура, а также глубина для его погружения. Как уже было упомянуто, проще всего монтировать тепловой насос «воздух-вода», для установки которого не нужно выполнять сложных подготовительных операций.

В целом, монтаж теплового насоса под ключ занимает от 3 до 30 дней, в зависимости от вида оборудования, и выполняется в следующей последовательности:

• Согласование и установка наружного и внутреннего блоков с учетом минимизации их шумовых характеристик;
• Согласование и установка дренажных полей или скважин с учетом особенностей имеющихся на участке грунтов и ландшафта;
• Подключение обоих блоков оборудования к электросети и их надежное заземление, выполняемые с соблюдением всех мер безопасности;
• Подключение теплонасоса к системам отопления, горячего водоснабжения или охлаждения внутри здания;
• Заполнение внутреннего контура устройства циркулирующим внутри него специальным хладагентом.
• Выполнение пуско-наладочных работ, после успешного завершения которых тепловой насос оказывается полностью готовым к работе.

Разумеется, данный перечень является общим и довольно приблизительным, поскольку цена на монтаж теплового насоса под ключ зависит от целого ряда факторов:

• Вида помпы – монтаж теплонасоса «грунт-вода» и «вода-вода» обходится дороже воздушного на стоимость работ, связанных с обустройством их внешних контуров. Вполне очевидно, что установить похожий на сплит-систему аппарат типа «воздух-вода» значительно проще, поскольку для этого не требуются земляные работы;
• Уровень залегания грунтовых вод – чем он ниже, тем хуже теплопроводность почв, что влияет на увеличение количества и глубину заложения зондов устройств типа «грунт-вода». Соответственно, для их размещения приходится бурить больше и часто еще и весьма глубоких скважин, что обходится совсем недешево;
• Климатическая зона и особенности грунтов – влияют на расчетное количество часов, которые будет работать тепловой насос на протяжении года. При увеличении данного значения уменьшается способность почвы аккумулировать тепло, что, как и в предыдущем случае приводит к увеличению количества подземных зондов;
• Количество и глубина скважин или площадь коллекторов – напрямую влияют на уровень затрат при монтаже труб отопления, так как от этих факторов зависит их общая длина, объем используемой для их заполнения воды или этиленгликоля, мощность циркуляционных насосов, размер компенсационных емкостей, и не только;
• Особенности схемы и уровень автоматизации – при определении режимов работы теплонасосов, которые бывают моновалентными, моноэнергетическими, бивалентными и включают отопление с горячим водоснабжением или без него, используются разные принципиальные схемы и системы автоматизации;
• Производитель оборудования – чем выше его класс, тем больше его надежность и долговечность, а также энергетическая эффективность. Поэтому, признанные мировые производители используют самые современные технологии в производстве инверторных компрессоров, увеличивая их КПД и срок службы своего оборудования;
• Количество дополнительных арматурных элементов – которыми комплектуется любой геотермальный тепловой насос, равно как и каждый котел отопления. Речь идет о соединительной арматуре, трубопроводах, насосных группах, 3-ходовых клапанах, кранах, коллекторах, теплообменниках, группах безопасности и не только.

Тем не менее, на монтаж теплового насос цена включает не только различные затраты, но и, как ни странно это прозвучит – экономию, ведь чтобы установить его не требуется:

• Монтаж дымохода;
• Отдельное помещение котельной;
• Специальные постройки или помещения для хранения запасов топлива;
• Получения разрешений контролирующих органов, как в случае с газовыми котлами.

Говоря о цифрах, которые могут быть только очень приблизительными, так как в каждом конкретном случае составляется индивидуальный перечень дополнительного оборудования для обвязки и подключения помпы к имеющимся инженерным системам, можно сказать, что стоимость работ по установке воздушного теплового насоса обходится примерно в 10 % от стоимости его самого. В то время как цены на установку тепловых насосов грунтового и водяного типов всегда очень сильно отличаются, зависимо от особенностей расположения их контуров, и могут составлять от 60 % до 100 % стоимости самого оборудования. Что не должно быть удивительным, ведь каждый подобный преобразователь является высокотехнологичным изделием с интеллектуальным управлением, работающим надежно и автономно, разумеется – при условии грамотно выполненного монтажа и надлежащего обслуживания.

Подводя краткий итог всему написанному выше, следует признать, что монтаж системы отопления с тепловым насосом действительно обходится недешево, и превышает стоимость монтажа отопления с котлом любого вида. Но, это не значит, что установка использующего альтернативную энергию оборудования не выгодна – как раз наоборот. Ведь точно оценить затраты на теплотехнические системы можно, только если сравнить суммарную стоимость, как самого оборудования, так и стоимость его эксплуатации. Тогда и выясняется, что тепловые помпы оказываются несравненно выгоднее, чем любой традиционный теплогенератор. После завершения срока окупаемости они начинают экономить своим владельцам немалые средства, удешевляя обогрев, примерно в 5 раз, и работая при этом десятки лет. Таким образом, купить тепловой насос – значит сделать отличную инвестицию в будущее.

Установка тепловых насосов в Киеве

Заказать установку тепловых насосов в Киеве и Киевской области, можно, воспользовавшись услугами компании Modernsys. В распоряжении наших специалистов есть все необходимое для качественного монтажа такого оборудования, что позволит ему работать максимально эффективно.

Смонтировано на практике более 70 объектов на разных производителях. Есть что рассказать и посоветовать. Поэтому, мы готовы в кратчайшие сроки индивидуально рассчитать и предоставить стоимость работ по отоплению с тепловым насосом любой модификации. И, конечно, они всегда будут выполнены исключительно грамотно и с соответствующей гарантией.

Установка тепловых насосов, цена которой зависит от их вида и требований к работе в конкретном здании – это неисчерпаемая энергия земли, воды и воздуха, превращенная в энергию для работы бытовых инженерных систем, и позволяющая обеспечивать комфорт с минимальными расходами.