Обновлено: 7 июля 2022.
Главный фактор при выборе того или иного типа – КПД теплового насоса для отопления и ГВС. Он зависит от типа теплового насоса, условий работы, температуры подогрева и других факторов.
Важно знать продуктивность работы климатического оборудования. Ведь вам не хочется потратить круглую сумму на покупку, установку и подключение теплового насоса, а потом обнаружить что придется догреваться с помощью котла или конвекторов.
Виды тепловых насосов
Принцип работы тепловых насосов одинаковый, но они отличаются по двум параметрам – откуда берут тепло и куда отдают. По отбору тепла они делятся на три типа:
- Грунтовые (геотермальные);
- Водяные;
- Воздушные.
Нагревают они воздух или воду. Поэтому есть такие виды тепловых насосов:
- Воздух-воздух;
- Воздух-вода;
- Вода-воздух;
- Вода-вода;
- Грунт-воздух;
- Грунт-вода.
Цикл теплового насоса простыми словами
Тепловой насос не производит тепло как конвектор или котел. Он переносит его из одной среды в другую. Поэтому КПД теплового насоса для отопления и ГВС выше 100%. Это значит, что на 1 кВт электроэнергии он выдаст больше 1 кВт тепла.
Это не нарушает принцип сохранения энергии, так как тепловой насос – не замкнутая система. Он потребляет один вид энергии и переносит другой.
По строению тепловые насосы бывают разными, каждый производитель использует свои ноу-хау, у каждой их марки есть свои плюсы и минусы.
Зависимость КПД от температуры нагрева
По общепринятым стандартам для отопления дома с помощью радиаторов и горячего водоснабжения нужна вода температурой 50-55 градусов. А вот для отопления теплыми полами – с температурой 30-35 градусов.
Обычно вода в дом поступает с температурой до +5 градусов, поэтому для ее подогрева до разных температур нужен разный объем тепловой энергии. И от этой разницы зависит КПД теплового насоса.
В статье указаны коэффициенты для нагрева воды на 50 градусов. Если нужно просчитать этот уровень для подогрева воды на 30 градусов, КПД теплового насоса стоит умножить на 1,5.
КПД теплового насоса грунт-вода и грунт-воздух
Реальный КПД грунтового теплонасоса лежит в пределах 400-800%, но бывают и редкие исключения. Высоких показателей эффективности можно достичь если почва получает тепло от солнечного света и в ней уложено геотермальное поле, а не пробурены скважины.
В случае со скважинным тепловым насосом, чем больше расстояние между ними, тем выше КПД. Разница в этом случае составит 50-100% от номинального значения.
Особенностью геотермальных тепловых насосов есть то, что они находятся в неподвижной среде. Если неправильно рассчитана мощность теплового насоса, количество скважин или площадь и глубина геотермального поля, произойдет следующее. Земля начнет промерзать и не успевать получать тепло, из-за чего КПД грунтового теплонасоса будет неуклонно падать и со временем опустится ниже 100%.
КПД теплового насоса вода-вода и вода-воздух
Средний КПД тепловых насосов вода-вода и вода-воздух равен 400%, но он зависит от того, насколько прогрета вода. В водоемах ее температура может меняться от +1 зимой до +20 и выше летом. Поэтому минимальный КПД таких тепловых насосов может опускаться до 200%, а максимальный подниматься до 1000%.
Стоит учитывать, что летом тепловой насос практически не нужен, поэтому работать с КПД 1000% он не будет, это число используют формально.
Еще одна особенность водяных тепловых насосов в том, что водоемы медленно прогреваются и отдают тепло. Поэтому весной, когда вода не прогрета, у него будет низкий КПД, а осенью, когда она сохранила тепло – высокий КПД.
КПД теплового насоса воздух-воздух и воздух-вода
КПД этого типа тепловых насосов сильно зависит от того, какова температура воздуха снаружи. К тому же, есть модели рассчитанные на работу при экстремально низких температурах. Например, низкотемпературный воздушный теплонасос, рассчитанный на отопление бассейна, дает КПД 230% при температуре -15 градусов Цельсия. Самые дешевые варианты будут иметь такой же КПД только при +5 — +10 градусов тепла.
Принцип работы теплового насоса воздух-воздух не очень отличается от устройства типа воздух-вода. Поэтому приведенные ниже значения можно использовать для обоих типов. КПД теплового насоса воздух-воздух среднего класса можно увидеть по этому графику:
КПД теплового насоса в морозы
Есть мнение, что КПД теплового насоса в морозы снижается, но это не совсем так. Дело в том, что напрямую эффективность теплонасоса зависит от его типа и среды:
- Грунтовые тепловые насосы не меняют свой КПД так как температура почвы на глубине не изменяется.
- Водяные теряют КПД ближе к весне, так как вода в водоеме постепенно остывает.
- Воздушные тепловые насосы напрямую зависят от температуры воздуха, их КПД зависит от текущих условий.
Реальные значения КПД
В большинстве своем производители и дилеры тепловых насосов завышают показатели. КПД теплового насоса для отопления дома может отличаться в полтора раза (хотя такая разница и редкость). При выборе стоит учитывать, насколько проверенный перед вами производитель и тщательно изучать документацию.
Хоть принцип работы тепловых насосов примерно один и тот же, внутренне строение у них разное. Теплонасос может быть двухконтурным или одноконтурным, с разными типами компрессоров, использовать разный теплоноситель и т.д.
Мощность теплового насоса обычно определяет количество тепла, которое он может выдавать за определенный промежуток времени. Но у самых мощных моделей часто КПД выше, чем у аналогов. Разница не слишком велика, но иногда она важна.
Например, мощный воздушный тепловой насос сможет давать тепло с КПД 200% при -20 градусов, а аналогичный по строению, но менее мощный, при такой температуре даст только КПД 150%.
В этой статье мы рассказали, каковы ральный КПД и эффективность теплового насоса в зависимости от его типа. Вопросы, мнения, нарекания вы можете оставить в комментариях. Мы стараемся реагировать на них оперативно 
Не забудьте поделиться публикацией в соцсетях!
Хотите получить помощь мастера, специалиста в этой сфере? Переходите на портал поиска мастеров Профи. Это полностью бесплатный сервис, где вы найдете профессионала, который решит вашу проблему. Вы не платите за размещение объявления, просмотры, выбор подрядчика.
Если вы сами мастер своего дела, то зарегистрируйтесь на Профи и получайте поток клиентов. Ваша прибыль в одном клике!
Добрый день! Большое спасибо за статью! Заинтересовался ТН и нашел часть ответов на свои вопросы. Но вопросы остались, помогите если сможете. Трубы из какого материала закладывают в землю если делать горизонтальную конструкцию? Как «бороться» с грызунами (кроты, землеройки, пр)? Реально ли сделать монтаж своими руками, не имея опыта (как выставить всю конструкцию ровно по горизонтали)? Какие ещё сложности есть, если вам приходилось самому заниматься монтажом и общаться с заказчиком спустя время?
Доброго времени суток! Отвечаю по порядку:
1. При укладке геотермального поля используют обычные пластиковые трубы. Главное, чтобы они имели долгий срок службы и не деформировались под тяжестью грунта.
2. Грызуны, как правило, не представляют опасности для труб. Они не любят пластик и обходят его, когда передвигаются в грунте, прокладывают ходы или роют норы. Если честно, никогда не слышал чтобы магистраль была повреждена грызунами. К тому же, их будет отпугивать низкая температура труб.
3. Идеально горизонтальная укладка труб в грунте не нужна. Небольшие перепады никак не повлияют на эффективность теплообмена или прокачку теплоносителя. Своими руками это можно сделать, но придется долго махать лопатой) Нанимать экскаватор, скорее всего, придется.
4. Основные проблемы при выборе и установке грунтового теплового насоса две: Неправильный подбор мощности и короткая магистраль.
У меня был случай — мы продали ТН воздух-вода мощностью 8 кВт, а установщиков клиент искал сам. Через три месяца он позвонил и сообщил, что вышел из строя компрессор. Как оказалось, он решил с помощью этого теплового насоса отапливать плохо утепленный магазин площадью 500 :-O кв.м. Результат налицо — тепловой насос работал с максимальной мощностью, а через 3 месяца 3000 долларов улетели в трубу.
А чем отличается СОР от КПД теплового насоса? Ведь по законам физики КПД не может быть выше 100%.
Вообще, СОР — коэффициент преобразования. Именно он определяет эффективность теплового насоса. Если СОР=2, это значит что на 1 кВт потраченной электроэнергии ТН выдаст 2 кВт тепла. Но наши люди привыкли называть это значение как КПД теплового насоса. Поэтому в статье упоминается именно КПД. Так неискушенным читателям будет понятнее.
Что же вы неверно пишите что тепловой насос не нарушает закон сохранения энергии нарушает да еще как . Ваше оправдание что он Это не нарушает принцип сохранения энергии, так как тепловой насос – не замкнутая система. Он потребляет один вид энергии и переносит другой.
Так тоже самое делает и лампочка накалитвания и генартор тока то есть обснование неверное . Почему вы боитесь заявить что тепловые насосы имеют кпд свыше 100% и полностью опровергают закон сохранения энергии . Так как они берут тока меньше а тепла дают больше . Не понимаю я вас . Ведь признание этого откроет дорогу вк безтопливныс системам . Признайте же наконец что закон сохранения энергии это фэйк . Я это давно признал
Они не генерирут тепло. Тепловые насосы переносят его из одной среды в другую. Поэтому закон сохроанения энергии не нарушается.
Если бы обогреватель давал 2 кВт тепла на 1 кВт затраченной электроэнергии, то он имел бы КПД 200% и нарушал закон сохранения энергии. Так как обогреватель генерирут тепло, а не переносит его из одной среды в другую.