Устройство и использование тепловых насосов 

Теоретически любое устройство, применяемое для передачи тепла при помощи хладагента, компрессора и внешнего источника энергии (в том числе холодильник), является тепловым насосом. В узком смысле тепловыми насосами называют кондиционеры для зимнего обогрева. Применяется также определение «кондиционер/сплит-система с функцией теплового насоса».

Тепловые насосы бывают компрессионные, абсорбционные и полупроводниковые.  Абсорбционные в качестве источника энергии используют тепло. Полупроводниковые — термоэлектрическое явление переноса тепла. Эти два типа не распространены в быту, поэтому заострять на них внимание не будем.

Компрессионный тип работает за счет механической и электроэнергии. Климатическая и холодильная техника компрессионного типа работает по принципу второго начала термодинамики и имеет похожую конструкцию. Основные элементы устройства: компрессор, испаритель, конденсатор, дросселирующее устройство и хладагент — как правило, фреон с добавлением компрессионного масла.

В режиме охлаждения испаряющийся во внутреннем блоке хладагент забирает тепло в помещении, после чего всасывается компрессором в наружный блок, где происходит теплоотдача/охлаждение фреона и превращение в жидкость (конденсация). Далее сжиженный хладагент через дросселирующее устройство поступает во внутренний блок и опять испаряется. В режиме обогрева испарение фреона происходит во внешнем блоке (тепловая энергия поглощается из уличного воздуха), а сжижение во внутреннем. Воздух же, проходящий через внутренний блок, нагревается.

Тепловые насосы имеют некоторые конструктивные отличия от обычных сплит-систем с функцией обогрева. В том числе укрупненный теплообменник наружного блока для более эффективного сбора тепла, усиленный подогрев различных узлов, компрессор с двухступенчатым сжатием хладагента, точное регулирование подачи фреона в зависимости от температуры окружающей среды. Также в тепловых насосах используется более устойчивый к низким температурам хладагент.

Как выбрать тепловой насос 

Кондиционеры для зимнего отопления следует искать среди сплит-систем с функцией обогрева, принимая в расчет в первую очередь такой параметр, как «рабочий диапазон наружных температур в режиме нагрева». Еще один важный критерий — максимальная площадь помещения. Выбирайте сплит-систему так, чтобы площадь вашего помещения была на 20 % меньше указанной в характеристиках. Параметры площади и температуры существенно влияют на цену — чем мощнее сплит-система, тем она дороже. Если у вас есть дополнительное отопление, можно сэкономить на тепловом насосе. К примеру, если -25°С бывает у вас всего пару раз за зиму, а в остальное время в среднем -20°С, можно обойтись сплит-системой с нижней температурой -20°С, неплохо при этом сэкономив. А при более сильных холодах переключайтесь на резервное отопление.

Обратите внимание на класс энергопотребления. Есть несколько градаций от G (низший класс) до А+++ (высший). Коэффициенты SEER (охлаждение) и SCOP (обогрева) — это отношение холодопроизводительности устройства (Q) к его выходной мощности (N). Процент экономии электричества между высокими и низкими классами может достигать 50 %.

Наличие инвертора идеально, так как он экономичнее, тише и позволяет регулировать обогрев быстрее и точнее.

Кроме обогревающих сплит-систем, существуют также мобильные кондиционеры с режимом обогрева. Однако для зимнего отопления они малоэффективны, подходят лишь для обогрева в межсезонье или для вспомогательного обогрева.  В бюджетных моделях мобильных кондиционеров обогрев реализован с помощью встроенного нагревательного элемента по типу тепловентиляторов. В более продвинутых моделях имеется механизм теплового насоса, но эффективность его невелика, так как тепло аккумулируется не из наружного воздуха, а из внутреннего.

Плюсы и минусы тепловых насосов 

Сплит-системы просты в установке и использовании. Внешний и внутренний блоки при этом могут быть расположены достаточно далеко друг от друга. В моделях с Wi-Fi-модулем управлять устройством можно прямо со смартфона. Кондиционеры с автоматическим режимом могут регулировать параметры работы в соответствии с заданной температурой самостоятельно.

КПД тепловых насосов порядка 3-5кВт тепла на 1 кВт электроэнергии — в разы выше, чем у электрических или газовых котлов. Тепловые насосы дороже, чем те же электрообогреватели, особенно если речь идет о моделях для сибирских зим. Но в длительной перспективе тепловые насосы могут оказаться более экономичными по сравнению с любыми другими способами отопления и окупиться через несколько лет.

02.09.2021