Що таке тепловий насос і як він працює?

1. Як працює тепловий насос?
2. Типи теплових насосів
3. Види конструкцій: моноблок та спліт-система
4. Інверторні vs неінверторні насоси
5. Ефективність насосів: КОП та його значення
6. Вибір та встановлення насоса
7. Висновок

Як працює тепловий насос?

Насос працює за принципом, схожим з холодильником, але у зворотному напрямку. Він витягує тепло з навколишнього середовища (повітря, землі чи води) та передає його всередину кімнати для обігріву або назовні для охолодження. Електроенергія використовується тільки для роботи компресора та вентилятора, що робить це обладнання економним.

Основні компоненти:

1. Випарник: поглинає тепло із зовнішнього джерела.
2. Компресор: стискає холодоагент, підвищуючи його температуру.
3. Конденсатор: передає тепло в приміщення або опалювальну систему.
4. Розширювальний клапан: регулює потік холодоагенту, дозволяючи йому знову поглинати тепло.

Типи теплових насосів

Насоси класифікуються за джерелом тепла. Кожен тип має свої особливості та сфери застосування. Ось докладний опис:

Повітря-повітря

Витягує тепло із зовнішнього повітря та передає його в кімнату через повітряні механізми (фанкойли).

1. ➡️ Проста та швидка установка, не вимагає складних земляних робіт.
2. ➡️ Ефективний у помірних кліматах (температури вище -10°C).
3. ➡️ Підходить для нагрівання та охолодження невеликих будинків.
4. ➡️ Коефіцієнт корисної дії зазвичай в діапазоні 2.5–4.0, але може бути вищим у теплу погоду.

Рекомендації: насос є ідеальним для квартир, невеликих будинків та офісів у регіонах з м’якими зимами. Наприклад, для дачного будинку в Польщі чи Україні, де зимові температури рідко опускаються нижче за -5°C.

 

Повітря-вода

Витягує тепло із зовнішнього повітря та передає його воді, яка використовується для радіаторів, теплої підлоги або гарячого водопостачання.

1. ➡️ Ефективніший у холодних кліматах порівняно з «повітря-повітря».
2. ➡️ Може забезпечувати гарячу воду для побутових потреб.
3. ➡️ Коефіцієнт корисної дії варіюється від 3.0 до 5.0, залежно від температури повітря.
4. ➡️ Добре працює з низькотемпературними опалювальними конструкціями.

Рекомендації: вони досить універсальні: існують теплові насоси для басейну, для обігріву будинків або комерційних об’єктів із теплою підлогою. Наприклад, для котеджу з радіаторами, які розраховані на t водного середовища +30–40°C.

 

Вода-вода

Використовує тепло з водойм (озер, річок, свердловин) для передачі в механізми опалення або гарячого водопостачання.

1. ➡️ Висока ефективність завдяки стабільній температурі води (+8–12°C цілий рік).
2. ➡️ КОП зазвичай 3.0–4.0, але може бути вищим за оптимальних умов.
3. ➡️ Вимагає доступу до водойми або свердловини, що збільшує витрати на встановлення.

Рекомендації: підходить для об’єктів біля водоймищ, як-от заміські будинки або комерційні будівлі поблизу озер, для екоготелів з доступом до підземних вод.

 

Ґрунт-вода (геотермальний)

Використовує стабільну t землі (через горизонтальні або вертикальні петлі ґрунту) для обігріву або охолодження.

1. ➡️ Високий COP (3.5–5.0), навіть у холодних кліматах.
2. ➡️ Довговічність (термін служби до 50 років).
3. ➡️ Висока вартість встановлення через земляні роботи.
4. ➡️ Мінімальні експлуатаційні витрати.

Рекомендації: ідеальний для нових будівель чи будинків з великими ділянками, де можна встановити петлі ґрунту. Приклад: енергоефективний будинок у передмісті Варшави.

 

Гібридний

Комбінує насос із традиційним джерелом тепла (газовим котлом) для роботи в екстремальних умовах.

1. ➡️ Забезпечує надійність у суворих зимах.
2. ➡️ COP залежить від режиму роботи (зазвичай 3.0–4.0).
3. ➡️ Гнучкість в управлінні витрат на енергію.

Рекомендації: підходить для регіонів з холодними зимами (північ Польщі чи України), де насос може бути доповнений резервним опаленням.

Види конструкцій: моноблок та спліт-система

Вибираючи насос, важливо розуміти, який тип конструкції підійде саме вам:

Моноблок

Це єдиний корпус, де знаходиться все обладнання. Моноблочний тепловий насос встановлюється на вулиці та під’єднується до басейну або теплопостачання.

Переваги: проста установка та не займа місця всередині будинку.

 

Спліт-система

Складається з двох блоків: зовнішній розміщується на вулиці, а внутрішній – у приміщенні. Вони з’єднані трубками з холодоагентом.

Така конструкція тихіше, краще підходить для житлових будинків та забезпечує більш гнучке керування, не потребує консервації в холодну зиму.

Інверторні vs неінверторні насоси

Насоси розрізняються за типом компресора, що впливає на їх ефективність та зручність використання. Ось порівняння інверторних та неінверторних варіантів:

З інвертором:

Використовують компресор зі змінною швидкістю, який підлаштовується під поточні потреби.

Переваги:

1. ✅ Економія електроенергії до 50% порівняно з неінверторними моделями.
2. ✅ Стабільна температура без стрибків.
3. ✅ Тиха робота, що важливо для житлових приміщень.
4. ✅ Довговічність завдяки меншому зношуванню.
5. ✅ Можливість віддаленого керування через Wi-Fi.

Недоліки:

1. ❌ Вища вартість порівняно з неінверторними конструкціями.

Застосування: підходять для будинків та офісів, де потрібна постійна температура та висока енергоефективність.

 

Без інвертора:

Працюють на фіксованій потужності, вмикаючись та вимикаючись для підтримки температури.

Переваги:

1. ✅ Нижча початкова вартість.

Недоліки:

1. ❌ Висока витрата електроенергії.
2. ❌ Коливання температури.
3. ❌ Шумніша робота.
4. ❌ Швидше зношуються через часті вмикання/вимикання.

Застосування: підходять для бюджетних рішень, де не потрібна постійна робота.

Характеристика	Інверторні	Неінверторні
Енергоефективність	Висока (економія до 50%)	Низька
Стабільність температури	Так	Ні
Рівень шуму	Низький	Високий
Термін служби	Довше	Коротше
Вартість	Вище	Нижче

Рекомендація: для максимальної економії та комфорту обирайте інверторні варіанти.

Ефективність насосів: КОП та його значення

Ефективність насоса вимірюється коефіцієнтом корисної дії (КОП, або англ. COP), який показує, скільки тепла виробляється на 1 кВт електроенергії. Цей показник залежить від типу насоса та умов експлуатації:

1. ➡️ Повітря-повітря: 2.5–4.0
2. ➡️ Повітря-вода: 3.0–5.0
3. ➡️ Ґрунт-вода: 3.5–5.0
4. ➡️ Вода-вода: 3.0–4.0

Деякі високопродуктивні моделі, особливо з інвертором, можуть досягати вищих значень COP в ідеальних умовах (наприклад, за теплої погоди або низькотемпературних систем). Проте значення, як-от 16, не є стандартними та можуть бути пов’язані з особливими умовами чи маркетинговими характеристиками.

Чинники, що впливають на КОП:

1. Температура джерела тепла (повітря, землі, води).
2. Різниця температур між джерелом та системою опалення.
3. Якість встановлення та обслуговування.
4. Тип системи обігріву (наприклад, тепла підлога ефективніша за радіатори).

Вибір та встановлення насоса

Щоб вибрати відповідний насос, враховуйте:

1. Клімат регіону: у холодних регіонах кращі геотермальні або гібридні насоси.
2. Розмір території: для великих будинків потрібний потужніший насос.
3. Потреби: визначте, чи потрібен насос лише для опалення, охолодження або гарячого водопостачання.
4. Бюджет: геотермальні моделі та з інвертором дорожчі, але окупаються завдяки економії.

Поради щодо встановлення:

1. Забезпечте гарну вентиляцію навколо пристрою.
2. Перевірте герметичність контуру фреону.
3. Довіряйте монтаж професіоналам.

Насос для опалення – це не просто сучасне рішення, а інвестиція в комфорт та економію. Він підходить для опалення, охолодження та гарячого водопостачання, забезпечуючи високу енергоефективність та екологічність. Моделі з інвертором пропонують максимальну економію та стабільність, а різноманітність типів дозволяє обрати рішення під ваші потреби.