В настоящее время популярность приобрели системы отопления на базе Тепловых насосов. Это дорогостоящие системы, но имеющийся ряд достоинств, что позволяет им занимать свою нишу. Главными преимуществами являются отсутствие потребности в подводе газа, высокая экономичность и возможность обеспечивать как отопление, так и кондиционирование.

По виду теплоносителя во входном и выходном контурах насосы делят на восемь типов: «грунт—вода», «вода—вода», «воздух—вода», «грунт—воздух», «вода—воздух», «воздух—воздух», «фреон—вода», «фреон—воздух».

Эффективность и выбор определённого источника тепловой энергии сильно зависят от климатических условий, особенно, если источником отбора тепла является атмосферный воздух. По сути этот тип более известен в виде кондиционера. Производители называют значения СОР на уровне 3-5, но это справедливо при наружной температуре +5 0С.

Дорогие системы «воздух-воздух» и «воздух-вода», выпускаемые некоторыми производителями, могут использоваться и зимой при температурах до -25 0С. Но их эффективность при отрицательных температурах резко снижается: так при -10 0С COP ~1.5, а за отопительный сезон в среднем COP ~ 2.2. Что учитывая высокую стоимость оборудования, уже не так выгодно по сравнению с электрическими нагревателями.

При морозах ниже -15 0С большинство систем «воздух-воздух» уже не могут надежно работать и отапливать помещения, и необходимо использовать дополнительный источник теплоснабжения. Такую систему называют бивалентной. Естественно это еще более удорожает систему отопления.

  

Тепловой насос воздушный сплит система мощный наружный блок – устройство внешний вид узлы / установка крыша здания / монтаж трубопровода теплоносителя хладоагента

Тепловой насос – технически сложное, дорогостоящее устройство

Самые эффективные, но и самые дорогие схемы предусматривают отбор тепла от грунта, чья температура не меняется в течение года уже на глубине нескольких метров, что делает установку практически независимой от погоды. При использовании в качестве источника тепла энергии грунта трубопровод, в котором циркулирует антифриз, зарывают в землю на 30-50 см ниже уровня промерзания грунта в данном регионе. На практике 0,7 — 1,2 метра. Здесь требуются обширные земельные работы на большой площади, и трубопровод более подвержен риску повреждения. Для установки теплового насоса производительностью 10 кВт необходим земляной контур длиной 350-450 м, для укладки которого потребуется участок земли площадью около 400 м² (20х20 м).

  

Грунтовый Тепловой насос грунт–вода вода-вода котельная расширительный бак трубы отопления трубопроводы монтаж установка. Трубопровод гибкая труба теплоноситель грунтовый теплообменник земля грунт тепло отбор канава копать монтаж установка

Система отопления на тепловом насосе сложна в монтаже и требует постоянного обслуживания

 

Тепловой насос воздушный сплит система мощный наружный блок — внешний вид / узлы устройство

Тепловые насосы и котельные на их основе имеют ограниченный срок службы

 

Недостатки применения Тепловых насосов:

  1. Сложность системы отопления на базе тепловых насосов.

Она включает большое количество механического и теплообменного оборудования: тепловой насос (сложная холодильная машина), наружные и внутренние теплообменные блоки, фанкойлы, трубопроводы внешнего коллектора или наружный воздушный теплообменник, внутренние фреонопроводы, водопроводы или воздуховоды, циркуляционные насосы, баки-теплообменники, фильтры, арматура, автоматика и др.

  1. Большая стоимость оборудования, большой объем земляных или бурильных работ, необходимость сложного и дорогого монтажа внешних подземных или подводных теплообменных контуров.

Для установки теплового насоса необходимы первоначальные затраты: стоимость насоса и монтажа системы составляет 300-1200$ на 1 кВт необходимой мощности отопления.

  1. Длительный срок окупаемости и малый срок службы систем отопления на базе тепловых насосов

Время окупаемости ТН составляет 5-10 лет, при сроке службы в 7-15 лет до капитального ремонта (грунтовые ТН) или замены (воздушные ТН).

Существует и альтернативный взгляд на экономическую целесообразность установки теплонасосов. Так, если установка теплонасоса производится на средства, взятые в кредит, экономия от использования теплонасоса может быть меньше, чем стоимость использования кредита. Т.е массовое использование теплонасосов экономически не целесообразно.

  1. Недостатком воздушных тепловых насосов является снижение коэффициента преобразования тепла (СОР), при снижении температуры воздуха на улице

Это накладывает определённые ограничения на использование систем типа «воздух — вода» и «воздух-воздух». Реальные значения эффективности современных тепловых насосов составляют порядка СОР=2.0 при температуре источника −20 °C, и порядка СОР=4.0 при температуре источника +7 °C.

  1. Большим недостатком воздушных тепловых насосов является ограничение по температуре наружного воздуха.

Как известно системы отопления должны рассчитываться на температуру наружного воздуха -22 °C, что не позволяет применять тепловые насосы самостоятельно для отопления помещений. Так большинство систем не предназначены работать ниже -5 °C, существенно более дорогие устройства работают до -15 °C, и самые дорогие могут работать до -25 °C. При этом работа при сниженных температурах приводит к значительному падению экономичности и срока службы оборудования.

  1. Общим недостатком тепловых насосов является сравнительно низкая температура нагреваемой воды, в большинстве не более +50 °С, причём, чем выше температура нагреваемой воды, тем меньше эффективность и надёжность теплового насоса.
  2. Потребность в дорогостоящем и квалифицированном обслуживании котельных на базе ТН.
  3. Системы только кондиционирования значительно проще, надежнее, дологовечнее и в несколько раз дешевле, чем системы объединяющие функцию отопления и кондиционирования на тепловых насосах, способных работать ниже -22 0С.

В особенности это касается более дешевых систем на базе воздушных ТН. Например тепловой насос, рассчитанный на отопление и кондиционирование помещения площадью 20-25 м2 и способный работать при  -15 0С стоит от 2000 $ (80 $/м2), кондиционер такого же уровня стоит  450 $ (18 $/м2)