Вступ

Теплові насоси – найбільш екологічні, технологічні та перспективні види опалювального обладнання на сьогоднішній день. Існує кілька типів теплових насосів:

1. повітря-вода;
2. повітря-повітря
3. вода-вода
4. грунт-вода.

Переваги теплових насосів “повітря-вода”

1. Висока ефективність. Середні річні експлуатаційні витрати вдвічі менші за використання газового котла. Якщо порівнювати з електричними котлами, різниця витрат може досягати коефіцієнта 4.
2. Можливість роботи з усіма джерелами розподілу тепла: радіаторами, теплою підлогою, фанкойлами, ГВП.
3. Робота в режимі опалення взимку та охолодження влітку
4. Широка можливість керування різними контурами в системі опалення: опалення басейну, захист від легіонели, нагрівання бака ГВП, керування насосом рециркуляції, керування температурою теплої підлоги в погодозалежному режимі.

Переваги теплових насосів “повітря-вода” перед іншими типами теплових насосів

1. Простота установки (не потрібно проводити великі земляні роботи)
2. Менші капітальні витрати порівняно з тепловими насосами “вода-вода” та “грунт-вода”
3. Простота в експлуатації та обслуговуванні.

Недоліки теплових насосів “повітря-вода”

1. В середньому на 20% нижче показник COP в порівнянні з грунтовими тепловими насосами – перетворення споживаної електричної енергії на теплову – у порівнянні з тепловими насосами “грунт-вода”
2. Зменшення COP та потужності обладнання залежно від падіння зовнішньої температури. Тобто, чим нижча температура на вулиці, тим менше співвідношення електричної енергії, що витрачається, до теплової, яка отримується.

Принцип роботи теплового насосу “повітря-вода”

Джерелом для роботи теплового насоса є низькопотенційне тепло навколишнього середовища, в даному випадку – повітря.

Етап 1. Вентилятор, який знаходиться у зовнішньому блоці, спрямовує повітря на теплообмінник випарника. Усередині теплообмінника знаходиться фреон, температура якого завжди менша, ніж температура зовнішнього повітря, навіть коли на вулиці -20. Таким чином, ми завжди “забираємо” тепло з повітря.

Етап 2. Фреон надходить у компресор теплового насоса, де дуже сильно стискається – в такий спосіб підвищуючи свою температуру.

Етап 3. Після цього фреон надходить у теплообмінник конденсатора, де віддає своє тепло на систему опалення, тим самим охолоджуючись.

Етап 4. Останній етап – попадання фреону в дросель-клапан, після чого тиск фреону значно падає, тим самим знижуючи температуру. Холодоагент повторно готовий відбирати тепло із зовнішнього повітря.

Застосування та особливості проектування систем опалення на базі теплових насосів “повітря-вода”

Головний показник, на який варто звертати увагу при підборі та проектуванні теплового насоса “повітря-вода” – зниження його потужності та СОР при зниженні температури зовнішнього середовища. А, як ми знаємо, що нижча температура на вулиці – то більше тепла необхідно для нашого будинку. Тому при підборі обладнання даного типу є кілька важливих правил:

1. Вибір точки бівалентності. Точка, при якій максимальна потужність теплового насоса дорівнює тепловій потребі будівлі. Це означає, що якщо температура за бортом опускається нижче за точку бівалентності, тепловий насос не впорається з навантаженням на опалення будинку. Для цього необхідно буде додаткове джерело енергії. Щоб тепловий насос був одночасно і ефективним у період експлуатації і не вимагав високих витрат на етапі купівлі обладнання, потрібно підбирати тепловий насос на -7 ° С зовнішньої температури (точка бівалентності -7 градусів). Середня температура за опалювальний період у Києві та Київській області -1.1°С, це означає, що тепловий насос сам, без додаткових потужностей, буде на 95% справлятися з навантаженням на опалення. А решта часу (5%), коли температура на вулиці падає нижче -7°С, підключається додаткове джерело тепла – газовий або електричний котел. Таким чином ми не переплатимо при покупці теплового насоса і досягнемо максимальної ефективної роботи.

2. Вибір низькотемпературного джерела опалення. Чим нижча температура подачі в систему опалення – тим вища СОР теплового насоса. Тобто тепловий насос – низькотемпературне джерело тепла. Він чудово буде працювати з теплими підлогами та фанкойлами. Це не означає, що з радіаторами він буде неефективним, просто потрібно правильно їх підібрати. Підбір радіаторів для роботи з тепловим насосом здійснюється для температури подачі 40-50 градусів – вони будуть трохи більшими, ніж, скажімо, для газового котла, зате підтримання такого температурного режиму дозволить підвищити показник COP і зменшити експлуатаційні витрати на опалення.

3. Встановлення додаткових елементів для гарячого водопостачання. Якщо Ви хочете використовувати тепловий насос для охолодження будинку в літній період, рекомендується встановлювати сонячні колектори для підігріву бака ГВП. Без них тепловий насос постійно перемикатиметься в режим тепло/холод і залишатиме на тривалий період будинок без холоду.

Вступ

Практично будь-який тепловий насос може охолоджувати, або нагрівати теплоносій. Існують 3 основних типи теплових насосів:

1. Тепловий насос «повітря-повітря» – найпопулярніший на сьогоднішній день тип теплового насосу. Це звичайний кондиціонер, який може охолоджувати, так і нагрівати теплоносій.
2. Тепловий насос «повітря-вода» – його використовують для опалення та нагрівання теплоносія в системі опалення. Він утилізує низькопотенційне тепло повітря на вулиці та передає його воді в систему опалення.
3. Тепловий насос «грунт-вода» або «вода-вода» – найдорожчий тип теплового насоса на сьогоднішній день, але найефективніший.

Як відбувається охолодження тепловим насосом кожного типу?

Тепловий насос “повітря-повітря”

Це, по суті, звичайнісінький кондиціонер, який забирає низькопотенційне тепло з вулиці та передає його повітрю всередині приміщення.

Переваги охолодження таким тепловим насосом перед іншими типами:

• легкість у монтажі;
• дешевизна;
• можна змонтувати навіть у готовому ремонті.

Недоліки даного типу теплових насосів:

• дискомфорт під час роботи. Клієнт відчуває повітряні потоки повітря під час роботи вентилятора внутрішнього блоку.
• шум при роботі – через високу швидкість повітря, що виходить з внутрішнього блоку.
• обмежена кількість дизайнів внутрішніх блоків – не завжди вписуються в інтер’єр.

Тепловий насос “повітря-вода”

На наш погляд, це найефективніше джерело тепла та холоду за помірну початкову вартість. Він забирає низькопотенційний холод вулиці та передає її системі охолодження (завдяки процесам із фреоном, компресором, «іграми» з тиском).
Основні його переваги:

• відносно невеликі початкові капіталовкладення (особливо в порівнянні з тепловими насосами «вода-вода»;
• джерела холоду (внутрішні блоки по кімнатах – фанкойли) бувають різних типів: підлогові, внутрішньопідлогові, настінні, канальні, внутрішньостінні – що підійде навіть найвибагливішому дизайну;
• використовуючи один і той же фанкойл, можна одночасно досягти комфортного охолодження влітку та опалення взимку;
• можливість готувати гарячу воду для системи водопостачання;
• погодозалежне управління, контролер, який керує теплою підлогою, радіаторами, фанкойлами, системою рециркуляції, захистом від легіонелли тощо.

Тепловий насос “вода-вода”, “грунт-вода”

Даний тип пристроїв забирає низькопотенційний холод із землі або води та передає її системі холодопостачання.
Основний плюс даного типу перед іншими джерелами – звичайно ж ефективність. У той час, як у теплового насоса «повітря-вода» середня СОР за опалювальний період – 3 (це означає, що на кожен кіловат споживаної енергії насос видає 3 кіловати холоду), то в тепловому насосі «вода-вода» цей показник може досягати COP=6.
Крім того, при роботі на охолодження, цей тип може охолоджувати теплоносій, використовуючи тільки насоси для перекачування рідини. Такий тип роботи називається пасивним охолодженням.
Минуси охолодження тепловим насосом цього типу – величезні земляні роботи та початкові капіталовкладення.

Порада FoxProject: перед початком проектування слід зробити теплотехнічний розрахунок будівлі та техніко-економічне обґрунтування, де буде вказано термін окупності кожного передбачуваного виду теплового насосу. Виходячи з цих даних, можна зробити вибір, який тип підходить саме для вашої будівлі.

Основні типи фанкойлів для теплових насосів

Вступ

Газовий котел – найпопулярніший генератор тепла на сьогодні. Це зумовлено їх компактністю, широким вибором моделей, ефективністю та, звичайно, можливістю роботи при відключенні електрики (при використанні маленького електричного генератора). За класифікацією газові котли поділяються на кілька типів:

1. З відкритою або закритою камерою горіння
2. Конденсаційні чи не конденсаційні
3. Одноконтурні, двоконтурні чи комбіновані.

Газові котли по типу камери згорання

1. Газові котли з відкритою камерою згоряння беруть повітря для горіння пальника з приміщення. Даний тип газових котлів поступово знімають з виробництва через їх небезпечну роботу, низьку продуктивність і невелику модуляцію потужності, порівняно з іншими типами газових котлів.
2. Котли із закритою камерою згоряння беруть повітря для горіння пальника з вулиці за допомогою димаря. Від цього типу котла виходить два димарі (один для викиду відпрацьованих газів, другий для забору повітря з вулиці). Котлів із закритою камерою є кількох видів: конденсаційні та котли без конденсації.

Відмінність конденсаційних котлів від котлів без конденсації

Газові котли без конденсації – найпоширеніший тип котлів на сьогоднішній день – але не найефективніший. Вони популярні через відносну дешевизну, в порівнянні з конденсаційними котлами, і легкість монтажу (немає особливих вимог до димаря, не потрібно підводити дренаж і т.д). ККД котла такого типу досягає 97%, як пишуть деякі виробники, але це не так – і далі ми розповімо чому.

Конденсаційні котли – найекономічніший і найефективніший тип газових котлів на сьогоднішній день. У них вище ККД, ніж у звичайних газових котлів за рахунок вологи, яка знаходиться в димових газах. Даний тип котлів просто не видаляє вологу через димохід (як це відбувається в котлах без конденсації), а скидає її в дренаж. Для видалення вологи з димових газів звичайний котел витрачає близько 11% своєї енергії, відповідно, конденсаційний котел на 11% ефективніший. Але для того, щоб вода осідала на теплообміннику котла потрібно підтримувати температуру подачі до 55 градусів (що нижче – тим краще). Також необхідно використовувати теплообмінник із нержавіючої сталі, інакше він вийде з ладу через один сезон своєї роботи. Тому ціна конденсаційних котлів значно вища.
ККД котлів даного типу 108%  – але це лише маркетинговий прийом, оскільки це суперечить законам фізики. Вся річ у порівнянні ефективності роботи котла без конденсації та конденсаційного. Як ми писали вище, ККД звичайних котлів – 97%, а конденсаційні на 11% ефективніше, тому прийнято вважати, що ККД конденсаційного котла – 108%. Але коли робили виміри ККД звичайних газових котлів, ніхто не знав про видалення вологи димових газів, і про те, що це знижує ефективність котлів. Реальний ККД звичайних газових котлів – 86% та конденсаційних – 97%.

Одноконтурні, двоконтурні та комбіновані газові котли

Одноконтурні котли мають два виходи і можуть працювати тільки на опалювальну систему без гарячого водопостачання.

Двоконтурні газові котли працюють і на опалення, і на підготовку гарячої води. Основний мінус даного типу котла при роботі на ГВП – маленька пропускна здатність і перепад температури води, що відчувається, при відкритті декількох точок водорозбору одночасно, так як нагрівання гарячої води здійснюється на протоці.

Комбіновані газові котли можуть працювати і для опалення, і для гарячого водопостачання. Але вони мають інший принцип підготовки гарячої води. Цей тип котлів призначений для того, щоб гріти воду через баки ГВП, в яких є теплообмінник. Основний плюс такого принципу роботи – можна підібрати будь-який бойлер за обсягом та підігрівати воду кількома джерелами енергії паралельно. І найголовніше, при використанні гарячої води навіть при відкритті 3-х та 4-х кранів не змінюється температура та напір води (звісно, ​​при правильному проектуванні та монтажі).

Переваги газового опалення в порівнянні з іншими типами

Основні плюси газових котлів у порівнянні з іншими джерелами опалення:

• у 2 рази дешевше в період експлуатації (порівняно з електричними котлами);
  великий вибір;
• при вимкненні електрики можуть працювати на невеликому електрогенераторі;
• не вимагають постійного догляду (порівняно з твердопаливними котлами);
• за рахунок їхньої варіативності, можна підібрати котел до будь-якої системи. Вони можуть бути як додатковим джерелом тепла, так і основним з можливістю
• погодозалежного управління та регулювання всією системою опалення через інтернет.
• прості у монтажі
• мають величезну модуляцію (1:20)