Як працює тепловий насос повітря-вода?

Тепловий насос повітря-вода — це система, яка використовує тепло зовнішнього повітря для опалення будинку, нагрівання води, а в окремих конфігураціях і для охолодження приміщень. На відміну від електричного котла, обладнання не перетворює електроенергію безпосередньо на тепло. Основна частина енергії надходить із навколишнього середовища, а електрика потрібна для роботи компресора, вентилятора, насосів та автоматики.

За конструкцією така система частково нагадує кондиціонер: вона також має зовнішній блок, теплообмінники, компресор і замкнений контур із холодоагентом. Проте отримане тепло передається не повітрю в кімнаті, а воді, яка далі циркулює системою опалення.

Принцип роботи теплового насоса повітря-вода

Спочатку вентилятор зовнішнього блока пропускає повітря через теплообмінник — випарник. Усередині нього циркулює холодоагент, здатний змінювати агрегатний стан за низьких температур.

Отримавши тепло з повітря, холодоагент випаровується та у газоподібному стані надходить до компресора. Компресор стискає його, через що одночасно зростають тиск і температура.

Далі нагрітий холодоагент проходить через конденсатор, де передає теплову енергію воді в системі. Вода після цього може надходити до теплої підлоги, радіаторів, фанкойлів або накопичувальної ємності для гарячого водопостачання.

Віддавши тепло, холодоагент охолоджується та знову переходить у рідкий стан. Після проходження через розширювальний клапан його тиск знижується, і цикл повторюється.

Чи працює система взимку?

Так. Навіть холодне зимове повітря містить теплову енергію, яку може використати насос. Проте продуктивність обладнання залежить від температури на вулиці та конкретної моделі.

Саме тому неправильно вибирати тепловий насос лише за номінальною потужністю. Для проєктування важливо враховувати тепловтрати будинку, кліматичні умови, необхідну температуру теплоносія та тип системи опалення.

Особливо добре теплові насоси поєднуються з низькотемпературними системами, наприклад водяною теплою підлогою. У таких системах для підтримання комфорту не потрібно сильно нагрівати теплоносій, тому обладнання може працювати ефективніше.

Що означають COP і SCOP?

У характеристиках теплових насосів часто зустрічається показник COP. Він показує співвідношення отриманої теплової енергії до витраченої електроенергії за певних умов.

Наприклад, COP 3 означає, що за умов вимірювання система передає приблизно утричі більше теплової енергії, ніж споживає електричної. Водночас орієнтуватися лише на цей показник під час вибору обладнання не варто.

Більш показовим для реальної експлуатації є SCOP — сезонний коефіцієнт ефективності. Він враховує зміну температури зовнішнього повітря протягом опалювального сезону.

Що потрібно врахувати перед монтажем?

Одна з типових помилок — спочатку придбати обладнання, а вже потім намагатися пристосувати під нього систему опалення. Правильний підхід починається з розрахунку тепловтрат будівлі.

Не менш важливе місце встановлення теплових насосів саме зовнішнього блока. Йому потрібен нормальний приплив повітря, а розташування має враховувати шум, вібрації, можливість обслуговування та відведення води, що утворюється під час роботи й розморожування теплообмінника.

Також необхідно заздалегідь визначити, які функції виконуватиме система: лише опалення чи також нагрівання побутової води та охолодження. Для літнього режиму часто використовують фанкойли або спеціально спроєктовані системи охолодження через поверхні.

Тепловий насос повітря-вода доцільно розглядати не як окремий прилад, а як частину всієї інженерної системи будинку. Його реальна ефективність залежить не лише від характеристик самого обладнання, а й від теплоізоляції будівлі, правильності розрахунків, температурного режиму опалення та якості монтажу.