Устанавливая тепловой насос для модернизации системы отопления, в первую очередь, становится вопрос оправдания вложенных средств. При этом эффективность теплового насоса является определяющим показателем.

Подробнее об эффективности теплового насоса читайте в статье: Эффективность теплового насоса

В каталогах производителей указываются достаточно высокие показатели производительности. Это дает повод ожидать от теплового насоса хорошей экономии средств на отопление и соответственно приемлемый срок окупаемости установки.

На практике же дела могут обстоять иначе. Иногда приходится слышать, что тепловой насос вовсе неэффективен и работает не лучше электрокотла. Откуда берется такое ошибочное мнение? В этой статье мы постараемся разобраться, что необходимо учесть при подборе теплового насоса для достижения оптимальной производительности и экономии энергоресурсов. В качестве примера рассмотрим тепловой насос типа воздух-вода, поскольку он чаще всего применяется для модернизации уже существующей системы отопления.

Температурный режим

Ранее мы уже писали о том, какие существуют режимы работы и как следует подбирать мощность теплового насоса. Переходим к чтению: Режимы работы и мощность теплового насоса

Мощность, указанная производителем, соответствует определенным температурным точкам согласно ЕN 14511. Чаще всего для теплового насоса воздух-вода мощность указывается при режиме  А7/W35. Т.е. при температуре окружающего воздуха +7 °С и температуре в подачу отопительного контура +35 °С. Эти параметры далеки от реальных условий работы теплового насоса.

Нормативная мощность отопительной системы, соответствует самому холодному периоду отопительного сезона при температуре воздуха  -22°С (для г. Киев). Как правило, при такой температуре в систему отопления на радиаторах подается теплоноситель с темперуой 75-80 °С.

В среднем температура воздуха ниже -10 °С встречается менее 7% всего периода отопительного сезона, а средняя температура воздуха +1,1°С.  В этом случае, средняя рабочая температура отопления будет равна 53 °С. Не смотря на это, работа теплового насоса в этом случае не эффективна. Отсюда и появляются негативный опыт использования теплонасосных систем.

Температурный график системы отопления 80/60 °С

Для достижения лучшей производительности, рекомендуется снизить значение температурного графика существующей отопительной системы и приблизить его к паспортным данным теплового насоса. Другими словами, необходимо создать комфортные условия работы для теплового насоса.

Ниже мы рассмотрим некоторые способы, позволяющие добиться хорошего результата с оптимальными затратами.

1. Термомодернизация

Термомодернизация это наиболее доступный и эффективный способ энергосбережения. Утеплив здания можно добиться сокращения теплопотерь на 40-50%. Кроме снижения потребления основного энергоресурса, это позволит уменьшить температурный график системы отопления.

Отопительная нагрузка снизилась с 20 кВт до 13 кВт при утеплении стен и кровли дома.

Рассмотрим пример на отдельно взятой комнате с пиковой нормативной нагрузкой 2,4 кВт до термомодернизации. Для такой комнаты был подобран радиатор 22 типа шириной — 1600 мм и высотой 500 мм.

После термомодернизации тот же радиатор способен отопить комнату с температурным графиком 60/45 °С

Термомодернизация позволила снизить значение температурного графика без замены отопительных приборов с режима 80/60 °С до значения 60/45 °С.

Зависимость температуры подачи в систему отопления от наружной температуры воздуха

Как видно из графика температурных кривых, сильные морозы встречаются крайне редко. Поэтому рекомендуется подбирать мощность теплового насоса 70-80% от нормативной отопительной мощности. Такой  режим соответствует бивалентому режиму работы где пиковые нагрузки будут компенсированы существующим котлом.

Таким образом тепловой насос мощностью 11 кВт при режиме A7/W35 будет иметь значение сезонной эффективности SCOP 2,2. При этом он способен заместить до 97% традиционного энергоресурса. Соответственно удастся извлечь 14350 кВтч энергии из окружающей среды.

Сезонный коэффициент преобразования теплового насоса воздух-вода с температурным графиком отопления 60/45 °С

При установке теплового насоса без модернизации коэффициент SCOP был бы равен 1,7 при экономии в 89% . Расчеты произведены для климатической зоны г. Киева.

Сезонный коэффициент преобразования теплового насоса воздух-вода с высокотемпературным графиком отопления 80/60 °С

2. Замена отопительных приборов

Если дом уже имеет достаточную теплоизоляцию или утеплить дом не представляется возможным, при этом радиаторное отопление рассчитано на все те же высокие 75 °С , то без замены отопительных приборов не обойтись. Однако, не обязательно все рушить и монтировать теплые полы. В большинстве случаев можно обойтись либо увеличением размеров радиатора, либо заменой радиатора на фанкойл.

Вариант замены радиатора на фанкойл

Фанкойлы при малых размерах имеют большую теплопроизводительность. Поэтому габариты отопительного прибора могут даже уменьшится. Единственный недостаток это возникновение шума при работе фанкойла.

Сезонный коэффициент преобразования теплового насоса воздух-вода с температурным графиком отопления 50/40 °С

3. Аксессуары к радиаторам

Так же улучшить работу теплового насоса с минимальными затратами возможно при помощи специальных низко шумных вентиляторов.

Производители заявляют, что такой девайс способен снизить температуру подачи в среднем на 10 °С, при этом шум выделяемый вентиляторами сопоставим с шумом от компьютера.

Согласно европейской сертификации энергоэффективности работа теплового насоса в сочетании с радиаторами имеющими температурный график выше 80/60 °С имеет наихудшую маркировку G. В наших климатических условиях сложно добиться класса выше B даже с системой теплых полов.

Класс энергоэффективности теплового насоса

Исходя из этого применение теплового насоса воздух-вода с низкотемперурной системой радиаторов или фанкойлов с температурным графиком менее 55/45°С позволяет достичь приемлемой эффективности с минимальными затратами.

Очевидно, что только комплексное решение позволит получить максимальную выгоду от применения теплового насоса. Конечно, полная реконструкция системы отопления приведет к значительным затратам. Да и не всегда возможно в уже жилом доме установить систему теплых полов. В итоге, модернизация может не окупить себя, поэтому следует отдать предпочтение вышеперечисленным вариантам.