Выбираем приборы отопления для теплового насоса. Что лучше радиаторы, теплый пол/стены или фанкойлы?
Почему выгодно использовать систему теплый пол вместо радиаторов?
Какие приборы отопления для теплового насоса подходят лучше всего? Тепловой насос и радиаторы — это не самое лучшее решение. Для начала рассмотрим потребление электроэнергии тепловым насосом в зависимости от того, до какой температуры необходимо нагревать теплоноситель (наиболее распространенным теплоносителем является вода) и почему это важно.
Тепловой насос является низкотемпературным источником тепловой энергии. По определению, тепловой насос будет работать эффективнее совместно с системой отопления, построенной на базе низкотемпературных приборов отопления, таких как:
- теплый пол
- теплые стены/потолки, которые можно использовать в том числе для охлаждения
- фанкойлы
Низкотемпературная система отопления — система отопления, в которой температура теплоносителя на линии подачи составляет от +25 до +40 °С, в зависимости от наружной температуры воздуха.
Это означает что даже при сильных морозах (-20 °С и ниже) тепловой насос будет подогревать воду до +35 °С и этого будет достаточно для обеспечения дома теплом.
Комфортная температура воздуха в помещении составляет +20…+22 °С.
Теплый пол — низкотемпературная система отопления, состоящая из труб, уложенных внутри стяжки пола. За счет большой площади теплообмена, не требуют высоких температур на линии подачи теплоносителя. Является наиболее приемлемой и экономичной системой отопления для работы совместно с тепловым насосом.
В современных частных домах, которые строятся в данный момент, в 95% случаях присутствует теплый пол в том или ином количестве. Могут быть различные вариации:
- Теплый пол только на 1-м этаже, на 2-м радиаторы очень распространенный вариант, но не самый лучший по многим причинам
- Теплый пол только в санузлах. Встречается в домах постройки конца 90-х начала 2000-х годов.
- Теплый пол на 1-м этаже, на 2-м этаже также теплый. Это оптимальная система для 2-х этажного жилого дома с тепловым насосом. И не бойтесь укладывать теплый пол под кроватью или диваном, так называемый «локальный перегрев» — это предрассудки и пережитки прошлого.
Фанкойл — представляет собой теплообменник с оребрением и вентилятором для интенсификации процесса снятия тепла/холода. За счет большой площади теплообмена и встроенному вентилятору является низкотемпературным источником тепла.
Настенный фанкойл Канальный фанкойл Касетный фанкойл
Радиатор — высокотемпературный прибор отопления, требующий высоких температур на линии подачи теплоносителя (+50…+80 °С). Нагрев теплоносителя до высоких температур тепловым насосом возможен, но при этом тепловой насос потребляет большое количество электроэнергии и является неэффективным. Поэтому тепловой насос и радиаторы является непримиримым и неэффективным.
Рассмотрим реальные примеры, чтобы доказать на цифрах что лучшие приборы отопления для теплового насоса — низкотемпературные
Вариант №1 «Тепловой насос «Воздух-вода»
- Имеется тепловой насос Mitsubishi Electric ZUBADAN PUHZ-SHW112VHA, который обеспечивает теплом и холодом дом, площадью 200 м.кв.
- Первый вариант: низкотемпературная система отопления (расчетная температура подачи +35 °С)
- Второй вариант: высокотемпературная система отопления (расчетная температура подачи +55 °С)
Ниже приведена таблица мощности и коэффициентов COP для этого теплового насоса:
Средняя температура отопительного сезона для Киевской области составляет +1 °С (основываясь на данных статистики погодных сайтов за последние 3 года). Поэтому будем рассматривать потребление тепловым насосом при температуре +2 °С (Выделено красным — наиболее близкое значение).
Расчет производится исключительно в целях оценки порядка разницы электропотребления тепловым насосом в зависимости от системы отопления.
- Как видно из таблицы, при температуре воздуха +2°С и температуре подачи воды +35°С, коэффициент преобразования теплового насоса COP = 3,34
- Как видно из таблицы, при температуре воздуха +2°С и температуре подачи воды +55°С, коэффициент преобразования теплового насоса COP = 2,01
- При условии, что дом хорошо утеплен — за отопительный сезон необходимо около 18000 кВт тепловой энергии (2500 м3 газа).
- Высокотемпературная система отопления, потребление электроэнергии: 18000/2,01=8955 кВт*час или 8059 грн за сезон (90 коп за кВт, тариф «Электроотопление»)
- Низкотемпературная система отопления, потребление электроэнергии: 18000/3,34=5389 кВт*час или 4850 грн за сезон (90 коп за кВт, тариф «Электроотопление»)
- Разница в процентном выражении: ((4850/8059)-1)*100= 39,8 %
Вариант №2 «Тепловой насос «Грунт-вода»
- Имеется тепловой насос Vaillant, который обеспечивает теплом и холодом дом, площадью 200 м.кв.
- Первый вариант: низкотемпературная система отопления (расчетная температура подачи +35 °С)
- Второй вариант: высокотемпературная система отопления (расчетная температура подачи +55 °С)
Ниже приведено фото шильдика теплового насоса с указанием коэффициентов COP:
-
Тепловой насос Vaillant flexoCOMPACT exclusive VWF 58/4, 400 VПродаваемый товар
476 200 ₴428 575 ₴ -
Тепловой насос Mitsubishi Electric Zubadan PUHZ-SHW112VAA/PAC-IF061B-E466 500 ₴
- Как видно из таблицы, при температуре рассола +0°С и температуре подачи воды +35°С, коэффициент преобразования теплового насоса COP = 4,50
- Как видно из таблицы, при температуре рассола +0°С и температуре подачи воды +55°С, коэффициент преобразования теплового насоса COP = 2,90
- При условии, что дом хорошо утеплен — за отопительный сезон необходимо около 18000 кВт тепловой энергии (2500 м3 газа).
- Высокотемпературная система отопления, потребление электроэнергии: 18000/2,90=6206 кВт*час или 5585 грн за сезон (90 коп за кВт, тариф «Электроотопление»)
- Низкотемпературная система отопления, потребление электроэнергии: 18000/4,50=4000 кВт*час или 3600 грн за сезон (90 коп за кВт, тариф «Электроотопление»)
- Разница в процентном выражении: ((3600/5585)-1)*100= 35,6 %
Вывод: При использовании теплового насоса, применение низкотемпературных приборов отопления позволяет достичь экономии 35-40% по сравнению с высокотемпературной
Примечание: применение радиаторов возможно только в случае комбинированной системы отопления (например, 1-й этаж теплый пол, 2-й этаж радиаторы) и при соответствии труб отопления расчетному расходу теплоносителя (трубы должны быть соответствующего диаметра).
Как подобрать диаметр труб для приборов отопления с тепловым насосом
Очень часто клиенты хотят установить тепловой насос для замены старого газового, электро- или твердотопливного котла. В этом случае необходимо убедиться что пропускная способность магистрального трубопровода сис-мы отопления способна пропустить поток теплоносителя от теплового насоса.
ЗАДАЧА: Необходимо подобрать трубы для передачи тепловой энергии от источника тепла (теплового насоса) к системе отопления.
Передача мощности от теплового насоса происходит по трубам большего сечения, чем от стандартных котлов (дрова,пеллеты,газ). Поэтому, необходимо правильно выбрать диаметр труб от теплового насоса к отопительным приборам.
На рисунке показаны внутренние диаметры труб и мощность для высокотемпературной системы отопления, которую они могут обеспечить (пропустить) исходя следующих условий:
- Скорость теплоносителя составляет 0,8 м/с
- Разница между подающей и обратной линией системы отопления (подача/обратка) составляет 20 °С
Разница между подающей и обратной линией низкотемпературной системы отопления (подача/обратка) составляет 5…10 °С (чем меньше тем лучше). Поэтому диаметры труб необходимо увеличивать, иначе требуемый расход через теплообменник теплового насоса не будет достигнут, что приведет к увеличенному потреблению электроэнергии или даже к поломке.
Пример:
Требуется подобрать трубы для теплового насоса мощностью 15 кВт. Система отопления: теплый пол + фанкойлы. Решение: Согласно рисунка подошел бы трубопровод Ду20, но, так как система низкотемпературная (Δ=10 °С), то необходимо применить трубу на два типоразмера больше, тоесть — Ду25 (внутренний диаметр 25 мм).