Як обрати правильний тип і потужність теплового насоса?

Тепловий насос - це високоефективне, економне та екологічне джерело енергії для опалення та підігріву води. Важливою передумовою його правильної роботи є правильно обраний тип та необхідна потужність.

Який тип теплового насосу обрати?

Повітря-вода чи земля-вода (вода-вода)?
Загалом діє правило, що теплові насоси, що отримують тепло з землі, під час опалювального сезону мають вищий середній фактор обігріву (приблизно на один ступінь), ніж системи повітря-вода. Це важливий момент для об'єктів із великою часткою тепла, що використовується для опалення, а отже і з більшими тепловими витратами. І навпаки, у менших отоплювальних об'єктах в споживанні тепла визначальну роль відграє підігрів води, який в період з весни до осені є більш ефективним із повітряним тепловим насосом. Також система повітря-вода, зазвичай, робить більш привабливим сезонний підігрів басейну. Часто вибір між двома способами неможливий, оскільки повітря-вода не має альтернатив у тих випадках, коли немає придатної для цього земельної ділянки. Високою ефективністю характеризуються теплові насоси, що забирають тепло з ґрунтових вод (вода-вода), однак для їхнього використання підходить далеко не кожна місцевість.

Чому система земля-вода характеризується вищим фактором обігріву?
Повітря має невелику теплоємність, тому для отримання необхідної потужності, потрібен потужний потік повітря. Завдяки простому порівнянню робочих параметрів наших теплових насосів можна встановити, що повітряний тепловий насос має таку ж ефективність, як і геотермальний (грунтовий), за зовнішніх температур повітря приблизно +6°С. За нижчих температур повітря фактор обігріву знижується, оскільки тепловий насос повинен додатково виробляти І тепло, необхідне для випаровування конденсату з випарника. За екстремальних морозів отримати тепло з повітря досить складно, тому система земля-вода працює зі стабільним джерелом, незалежним від зовнішніх температур.

Що таке теплові втрати об'єкта?
Для вибору теплового насоса важливо знати про т. зв. теплові втрати опалювального об'єкта. Розрахунок теплових втрат проводиться згідно з ДБН В.2.5-67:2013, в якому йдеться про встановлення теплових насосів необхідної потужності для опалення будівлі за дуже низьких зовнішніх температур. Таким чином, встановлюється максимально необхідна потужність для опалення конкретного об'єкта.

Вибір потужності для повітря-вода (BoxAir, EasyMaster, AirMaster)
Потужність теплового насоса за умов A7W35 повинна щонайменше відповідати тепловим втратам опалюваного об'єкта. Найбільшої ефективності опалення з тепловим насосом можна досягти, якщо обрати вищу потужність, не менше ніж на 30%. Приклад: при теплових втратах об'єкта 10 кВ необхідно обрати тепловий насос потужністю 10-13 кВ (А 7W35). Дане правило можна не застосовувати у випадку з великими об'єктами (житлові будинки тощо).
 

Як обрати потужність теплового насосу?

Для забезпечення якісного та ефективного опалення важливо вибрати правильну потужність теплового насоса. Обрана потужність повинна відповідати так званій втраті тепла об'єкта, яка визначає потрібну кількість тепла для будівлі при дуже низьких температурах зовнішнього повітря (-12 °С або нижче).
Master Therm рекомендує: правильний вибір потужності теплового насоса є гарантією довгого функціонування та в подальшому принесе значну економію при опаленні.

Потужність теплового насоса повітря-вода (BoxAir, BoxAir Inverter, EasyMaster, AirMaster)
Продуктивність теплових насосів в умовах, передбачених А7 / W35 повинна покривати тепловтрати будівлі на 100%. Трохи збільшена потужність теплового насоса (приблизно до 130% від втрати тепла) є перевагою, оскільки це приносить більш високий середній коефіцієнт і знижує бівалентність.
Для прикладу: для об'єкта з втратою тепла 8 кВт обирають потужність теплового насоса повітря-вода величиною 8-10,5 кВт (A7/W35).

Потужність теплового насоса земля-вода (AquaMaster, AquaMaster Inverter, DirectMaster)
Потужність теплового насоса земля-вода за умов B0/W35 (антифриз 0 °С, вода 35 °С) пропонується в діапазоні 70-100% від втрат тепла з будівлі. При виборі потужності враховується розмір втрати тепла. При однорежимній системі загальну теплову потребу в будівлі покриває компресор теплового насоса. Якщо ж встановлено електрокотел, він має лише резервну функцію. У випадку недостатньої продуктивності теплового насоса при дуже низьких температурах,  компресор не буде мати необхідної потужності, його буде доповнювати електрокотел - дворежимне джерело тепла.

Перевагою двовалентності є менші витрати на придбання теплового насоса. Тепловий насос земля-вода (вода-вода) завжди пропонується для однорежимної роботи (максимальна потужність покриває втрату тепла в будинку).
Наприклад:
Для об'єкта з втратою тепла 8 кВт, ми вибираємо тепловий насос земля-вода:
а)  8 кВт (B0W35) для однорежимної роботи;
б)  б кВт (B0W35) + електрокотел для дворежимної роботи.

Потужність теплового насоса вода-вода (AquaMaster, AquaMaster Inverter)
Для системи вода-вода діють ті ж правила, що й у системі земля-вода. У цьому випадку придатним вважається тепловий насос за умов, що відповідають експлуатації. Як правило, це - W10 / W35 (температура джерела води 10 °С, нагрітої води - 35 °С).

 

Тепловий коефіцієнт (СОР)

 

Тепловий коефіцієнт - відношення між потужністю теплового насоса і потужністю, яка потрібна для його роботи. Саме цією величиною відображається ефективність пристрою. Оскільки тепловий насос отримує більшу частину енергії з зовнішнього середовища, це співвідношення значно вище, ніж 1. Якщо, наприклад, тепловий коефіцієнт = 4, то з однієї одиниці енергії (наприклад, 1 кВт/год) ми отримуємо 4 одиниці тепла (наприклад, 4 кВт/год). Коефіцієнт продуктивності теплового насоса не є постійним, а залежить від того, наскільки велику теплову різницю може тепловий насос переробити. Тому значення теплового коефіцієнта завжди співвідноситься з кліматичними
умовами його використання. Наприклад, коефіцієнт = 4,5 (А7 / W35), це означає, що коефіцієнт теплового насоса повітря-вода при температурі навколишнього повітря 7°С та температурі нагріву води 35°С дорівнює значенню 4,5. Однак той самий тепловий насос може мати інший тепловий коефіцієнт СОР = 2,1 (А8 / W50) при інших теплових умовах: при температурі навколишнього повітря 8°С та температурі нагріву води 50°С.

 

Регулювання водонагріву

Потужність теплового насоса (і його продуктивність - тепловий коефіцієнт) залежить від умов роботи. Тепловий насос працює з максимальною потужністю та продуктивністю, коли різниця між температурою зовнішнього повітря та температурою нагрітої води мінімізується (первинний та вторинний ланзюги). Таким чином, Ваш тепловий насос оснащений стандартною системою управління, яка за будь-яких умов забезпечує постійну оптимальну роботу і підвищує його тепловий коефіцієнт. Система управління регулює температуру води в залежності від температури зовнішнього повітря. Вона вимірює температуру зовнішнього повітря, яку обчислює, як так звану «геометричну температуру». Геометрична температура - це віртуальна температура, яка може очікуватися в будівлі, поки та не нагріється.
При температурі зовнішнього повітря геометрична температура відстає від графіка з причини теплової інерції будівлі приблизно на декілька годин, а інколи й до десяти годин. Величина періода затримки геометричної температури від зовнішньої температури є одним із головних параметрів регулювання, і може бути встановлена індивідуально, залежно від ступеня ізоляції та теплової інерції будівлі при нагріванні.

 

 

 

 

 

 

 

 

Створення кривої терморегуляції відбувається за допомогою двох зовнішніх температурних точок А і В. Ці точки попередньо встановлені відносно до температури зовнішнього повітря А = +15°С, В = -15°С. Установка складається з надання необхідної температури для нагріву води при певних температурах навколишнього середовища. Потім система сама контролює температуру води відповідно до геометричної температури. На малюнку наведено теплову криву для обігріву об'єкта, коли в точці А характерною є температура нагрітої води 30°С, а в точці В температура 45°С.
 
Порада Master Therm: Правильна установка терморегуляції дозволяє досягти максимальної економії при опалюванні будівлі.