Водяной теплый пол с тепловым насосом

Обновлено: 12.05.2024

Владельцы воздушных тепловых насосов рассказали FORUMHOUSE, во сколько им обходится этот вид отопления зимой и не пожалели ли они о своём выборе.

Выбираете энергоэффективные решения?

Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE

Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)

Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)

Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)

Постоянный рост цен на энергоносители заставляет собственников загородной недвижимости задуматься, как сократить затраты на отопление. Один из вариантов — построить утеплённый дом с минимальными теплопотерями. Второй шаг — смонтировать низкотемпературную систему отопления. Третье — нагреть теплоноситель тепловым насосом класса «воздух-вода». На первый взгляд кажется, что это — неоправданно дорогое решение, а воздушный тепловой насос будет неэффективно работать зимой. Проверим, так ли это, на примере пользователей FORUMHOUSE, которые установили в доме тепловые насосы.

Отопление зимой тепловым насосом «воздух-вода» — миф или реальность
Сколько тепла вырабатывает тепловой насос «воздух-вода» при отрицательных температурах
Выводы и рекомендации

Тепловой насос «воздух-вода» — реальные факты

Этот вид теплового оборудования вызывает массу споров. Пользователи делятся на два лагеря. Одни считают, что, для отопления дома, ничего лучше не придумано. Другие полагают что, из-за дороговизны тепловых насосов (ТН) и суровых климатических условий во многих регионах РФ, первоначальные вложения не отобьются. Выгоднее положить деньги в банк, а, на полученные проценты, отапливать дом электричеством. Как всегда, истина посередине. Забегая вперёд скажем, что, в статье речь пойдёт только о тепловых насосах «воздух-вода». Сначала немного теории.

Тепловой насос — это «машина», которая забирает тепло от низкопотенциального источника и переносит его в дом.

Источники тепла для теплового насоса:

Принципиальная схема работы теплового насоса.

Важный момент: Тепловой насос не производит тепло. Он перекачивает тепло из внешней среды к потребителю, но, чтобы тепловой насос функционировал, требуется электричество. Эффективность работы теплового насоса выражается в соотношении перекаченной тепловой энергии к потреблённой из электрической сети. Эта величина называется коэффициент трансформации теплоты COP (coefficient of performance). Если в технических характеристиках теплового насоса заявлено, что COP = 3, то, это означает, что ТН перекачает в три раза больше тепла, чем «возьмёт» электричества.

Кажется, что вот оно, — решение всех проблем — условно говоря, потратив за один час 1 кВт электричества мы, за это время, получим 3 киловатт-часа тепла для системы отопления. В действительности, т.к. речь идёт о воздушных тепловых насосах с внешним блоком, установленным снаружи дома, коэффициент трансформации за отопительный сезон будет варьироваться в зависимости от температуры на улице. В сильные морозы (-25 — -30 °C и ниже) СОР воздушника падает до единицы.

Это останавливает загородных жителей от установки тепловых насосов «воздух-вода» — оборудования, в котором перекаченное тепло используется для нагрева жидкого теплоносителя. Люди считают, что для наших условий — не южных регионов страны, лучше всего подходят геотермальные тепловые насосы с закопанным в землю грунтовым теплообменником — системой труб, уложенных горизонтально или вертикально.

Я часто сталкиваюсь с мифом, что тепловой насос «воздух-вода» неэффективен в морозы, а вот геотермальный ТН — самый то. Сравните коэффициент трансформации теплоты оборудования весной. Геотермальный контур после зимы истощен. Хорошо если там температура около 0 градусов. А вот воздух уже достаточно прогрет. Потребность в тепле уменьшается, но не пропадает летом, т.к. горячее водоснабжение нужно круглый год. Геотермальные ТН отлично подходят для регионов с суровой зимой и длительным отопительным периодом. Для Южного федерального округа и Московской области ТН «воздух-вода» показывает сравнимый с геотермальником среднегодовой СОР.

Температура -20 — -25°C и ниже в Подмосковье бывает не часто и держится всего несколько дней. В среднем, для зимы в МО, характерны -7 — -12 °C и частые оттепели с повышением температуры до -3 — 0 градусов. Поэтому, большую часть отопительного сезона, воздушный ТН будет работать с COP близким к трём единицам.

Можно ли дешево отопить загородный дом зимой тепловым насосом «воздух-вода»

Я инженер. С 2003 года профессионально занимаюсь промышленными холодильниками и климатическими системами и поэтому в теме ТН. В феврале 2017 года я купил дом без внутренней отделки в пригороде Воронежа. Встал вопрос, как отопить коттедж. Была возможность за 400 тыс. руб. завести на участок магистральный газ. Но я выбрал тепловой насос «воздух-вода». На покупку потратил 8 тыс. евро и ничуть не жалею об этом.

Прежде, чем рассказать об эксплуатационных затратах Bavares36 и выгоде использования теплового насоса, опишем, а это важно знать, конструктив дома:

Отапливаемая площадь двухэтажной «коробки» 130 кв. м.
«Пирог» стен — панели из арболита толщиной 3.5 см, монолитный сердечник цемент + опилки — 25 см, несъёмная опалубка — пенопласт толщиной 9 см, отделка — декоративная штукатурка 0.5 см. Итого: общая толщина стены – 38 см.
Перекрытие второго этажа деревянное.
Крыша утеплена пенопластом толщиной 14 см.
В доме, на первом и втором этаже, установлены большие окна в пол.

Отопление.

На первом этаже дома смонтировано 8 контуров низкотемпературной системы отопления — тёплый пол (6 контуров) и теплые стены (2 контура).
На втором этаже 6 отопительных контуров. Два контура теплых стен. Теплый пол в ванной и три контура в комнатах.

Система ГВС.

В доме два санузла. Водопотребители — ванная, душ + мойка на кухне.
В системе ГВС стоит циркуляционный насос.
Дополнительно в доме, в санузлах, установлены полотенцесушители.

Для теплоснабжения дома используется тепловой насос «воздух-вода». Оборудование смонтировано и запущено 5 октября 2017 года. Важный нюанс! У ТН «воздух-вода» основная цена приходится на внутренний блок, т.к. в нём находятся: ТЭНы для нагрева воды для ГВС и для дополнительного нагрева теплоносителя в сильные морозы, теплоаккумулятор и прочее оборудование.

Переходим к цифрам. За шесть месяцев отопительного сезона Bavares36 потребил, по данным выделенного на ТН электросчётчика, электроэнергии:

октябрь - 1000 кВт*ч;
ноябрь -1000 кВт*ч;
декабрь - 1000 кВт*ч;
январь - 1700 кВт*ч;
февраль - 1900 кВт*ч;
март - 1900 кВт*ч.

Итого, общее потребление, с октября по март, составило 8500 кВт*ч. Тариф на электроэнергию - 2.52 руб. за 1 кВт*ч. Теперь считаем сколько заплатил пользователь за отопительный сезон включая ГВС: 8500х2.25= 21420 рублей.

За теплый период (с апреля по сентябрь включительно) счетчик теплового насоса «намотал» порядка 2500 киловатт-часов. Т.е. — 6300 руб. Итого, за календарный год, затраты на отопление и горячее водоснабжение - 27720 рублей. Я считаю, что тепловой насос «воздух-вода» отлично подходит для моих климатических условий. ТЭНы подключались периодически, при большом потреблении воды и при морозах -25 градусов Цельсия. А это всего две недели за зиму.

Для полноты картины приведём наблюдения пользователей портала, также эксплуатирующих тепловые насосы «воздух-вода».

У меня дом площадью 250 кв. м построенный из газобетона. Толщина газосиликатных блоков – 300 мм. Стены снаружи утеплены каменной ватой толщиной 10 см и оштукатурены. На первом этаже смонтированы теплые полы. Установленная температура +23 °C. На втором этаже радиаторы. Температуру выставил +24 °C.

Сначала пользователь отапливал дом электрокотлом мощностью 24 кВт. Потом, коттеджей в поселке стало больше, и начались проблемы с подачей электричества. Vovanadm поставил твердотопливный котел мощностью 30 кВт. Но ему быстро надоело быть кочегаром. В итоге пользователь установил тепловой насос «воздух-вода». Почему? Не нужно копать или бурить землю на участке под грунтовый теплообменник. ТН потребляет 2.35 кВт в час. СОР в отопительный сезон 3. Это дешевле, чем отапливать дом электричеством. Далее пользователь хочет перейти на дневной-ночной тариф. Ниже прилагаются фото со смонтированной системой и потреблёнными киловатт-часами с конца сентября по конец октября.

Принципиальные вопросы которые необходимо разъяснить касательно отопления с использованием теплового насоса - это оптимальная система отопления и утепление дома .

Особенностью тепловых насосов является зависимость его эффективности (коэффициента преобразования) от перепада температур между первичным контуром (например, гео-зондом) и вторичным контуром (системой отопления). Чем меньше этот перепад, тем выше эффективность теплонасосной системы отопления и ниже эксплуатационные затраты на отопление (меньше расход электроэнергии). Т.е. чем ниже температура в системе отопления, тем выше эффективность теплового насоса.

Система отопления - водяной пол

Водяной теплый пол - это самая низкотемпературная система отопления и идеально подходит для работы с низкотемпературными источниками тепла, каковым является и тепловой насос.

Температура теплоносителя в системах водяных полов не превышает +55°C, что соответствуют максимальной температуре теплоносителя на выходе наиболее распространенных тепловых насосов.

Применение напольного отопления позволяет максимально снизить температуру теплоносителя, которая в свою очередь зависит от того как хорошо утеплено здание. Чем лучше утепление - тем ниже необходимая температура теплоносителя. Как пишут немцы: прежде чем ставить тепловой насос - утепли дом.

Утепление дома

Таким образом, хорошо утепленное здание позволяет решить несколько задач:

снизить теплопотери и, соответственно, уменьшить необходимую тепловую мощность теплового насоса, а следовательно и общую стоимость тепло-насосной установки (тепловой насос, первичный гео-контур и т.д.).
применить низкотемпературную систему отопления "водяной теплый пол" без применения более высокотемпературных радиаторов.
снизить температуру теплоносителя и этим повысить коэффициент преобразования (COP, Coefficient of Performance) теплового насоса, что снизит расход электроэнергии и, соответственно, затраты на отопление.

Рассчитывать на то, что дом из бруса или бревна будет теплым было бы наивно. Отопить только водяным полом без радиаторов их проблематично, мощность теплонасосной установки будет большой. Теплым будет дом утепленный не хуже действующих строительных нормативов (СП/СНиП). Как правило, это дома с эффективным утеплением ограждающих конструкций. Теплопотери не более 70 Вт/м2 позволяют без проблем применять для отопления водяной теплый пол без радиаторов, мощность теплового насоса и размеры геотермального контура (соответственно и стоимость) будут меньше. Очень теплым будет какой ни будь каркасный дом или дом из сип-панелей с толщиной утеплителя от 200 мм и более. Чем ближе теплопотери к параметрам пассивного дома, тем лучше точки зрения применения теплового насоса.

Наиболее оптимальный режим работы теплового насоса

Кроме того, с точки зрения энергоэффективности наиболее оптимальным будет прямая работа теплового насоса без занижения температуры теплоносителя насосно-смесительными узлами, без которых многие в нашей стране работу водяного теплого пола себе не представляют. Многие тепловые насосы имеют встроенные циркуляционные насосы для работы на систему отопления, в т.ч. водяной пол. Т.е. в таком случае тепловой насос работает с минимально возможной температурой теплоносителя на выходе и, соответственно, с максимальной эффективностью.

Немного о том чем я занимаюсь. Наша компания с 2003 г. работает в сфере инженерных систем и оборудования, современных систем отопления , в т.ч. систем " водяной теплый пол ". Проектируем, комплектуем, монтируем эти системы с 2003 г. Начиная с 2004 г. в составе наших напольных систем отопления применяем геотермальные тепловые насосы , с 2007 г. - газовые конденсационные котлы . Опыт имеем большой и то, что мы делаем, эксплуатируется, в основном, в суровых климатических условиях Сибири.

На Яндекс-Дзене выходит много статей, в т.ч. про водяной тёплый пол. Редко среди них можно встретить те, которые можно взять за руководство к действию. Я бы не не взял ни одну из прочитанных. Всевозможные "опытные строители", "евросантехники" и просто дилетанты-самодельщики считают своим долгом донести до широких обывательских масс свои личные представления и неповторимый личный опыт (часто единичный и неправильный). И радиаторы у большинства обязательно нужны для теплого пола, и подложка под теплый пол у них - "отражающая", и контура длиной по 150 метров, и тепловые насосы, как и конденсационные котлы не работают. И, главное, все преисполнившись самоуверенности и значимости берутся учить других.

На самом деле, профессионалы должны читать руководства по проектированию и монтажу систем отопления от европейский производителей оборудования для этих систем. Там все написано. Но "профессионалы" в своем большинстве, почему то, этого не делают. И самодельщики, если уж на то пошло, должны использовать те же источники информации. И, что удивительно, многие самостройщики, умея читать техдокументацию, вникают в любые темы намного лучше пресловутых евросантехников и прочих строителей с "многолетним опытом".

Темы эти давно, широко и очень эмоционально обсуждаются на всевозможных форумах. Причем, особенно негативны и агрессивны в своих утверждениях именно те, у кого водяного пола никогда не было. Поэтому характер и популярность тех или иных вопросов и заблуждений нам давно и хорошо известна. Именно на них мы и заострили внимание.

В нашем регионе нет газа и не будет. Поэтому комфортная схема отопления дома – это актуальный вопрос. Большинство у нас отапливают дома углем или дровами. Но это грязный процесс и который в старости будет трудным физически. Поэтому, поиск альтернативных источников отопления для многих актуален.

Для тех, кто первый раз слышит о тепловых насосах для отопления, можно кратко написать – это холодильник наоборот или кондиционер в режиме отопления. Тепловые насосы (ТН) в системе отопления бывают нескольких типов: воздух-воздух, воздух-вода, грунт-вода и вода-вода. Если взять самый простой вариант воздух-воздух, то схема проста: компрессор перекачивает фреон через наружный блок теплообменника. Забирается тепло снаружи и отдается внутри помещения.

Причем, КПД системы может быть до 500%. Т.е. на один затраченный кВт электроэнергии, ТН отдает до 5 кВт тепла (СОР=5). По стоимость затрат на отопление ТН сопоставим с магистральным газом. Ранее выкладывал статью про то, что такое ТН и экономический эффект от их установки: Почему нужно устанавливать тепловой насос для отопления, если нет магистрального газа

В Европе только в 2018 г. установлено более 1,3 млн. тепловых насосов. А после того, как там начался взлет цен на газ, вероятно, спрос на них увеличился в разы, если не на порядок.

Стоимость ТН воздух-вода – от 300 тыс. руб. Причем, цена ТН с большей мощностью увеличивается незначительно.

Но есть одна особенность ТН воздух-воздух или воздух-вода для сибирского климата.

Показатели СОР (Coefficient of Perfomance - коэффициент преобразования энергии) некоторых моделей ТН «воздух-воздух» при разных температурах:

СОР = 2,53 при -7°C

Ниже -25 градусов ТН либо неэффективен (СОР=1) и сравним с обычным электрокотлом, либо в морозы отключается и нужно переходить на резервное отопление: электрокотел, твердотопливный котел, печь или вообще уезжать в город.

В Сибири морозы -30 и ниже могут быть неделями. Вариант воздушного ТН здесь не подходит. Нужен ТН грунт-вода с отоплением теплыми полами. В этом случае бурят несколько скважин и в них опускаются зонды. На площадь дома 120-150 м2 нужно суммарно около 350 м длины скважин. Обычно снимают 50 Вт тепла с каждого метра скважины.

Стоимость грунтовых работ – 400 тыс.руб. И сам ТН грунт-вода – от 300 тыс. руб. Такая система получается в два раза дороже чем на воздушном ТН. Этот тип отопления я рассматривал давно для своего дома. Как написал выше, у нас нет магистрального газа и в ближайшее время не будет из-за сильного угольного лобби. Все отапливают дома дровами или углем. С углем возиться в старости не так просто. Это грязный процесс. Да, и с дровами много работы.

К тому же, хороший автоматический угольный котел имеет стоимость от 250 тыс. руб. Дымоход и его обвязка – еще 50-100 тыс. руб. (в зависимсоти от того, делаем сами или силами специалистов). Разница с грунтовым ТН минимум в два раза.

Если все же выбирать ТН, то у меня вопрос в выборе схемы отопления тепловым насосом. Приобрести ТН воздух-вода, отапливать им дом до наружных температур -20 гр., а в морозы затапливать обычный твердотопливный котел на дровах? Эта гибридная система будет иметь стоимость 400 тыс. руб. Но топить дровами в холодные зимы придется, может, и 3 месяца.

Важно еще упомянуть, что отопление планируется только теплыми полами на двух этажах. Не нужно нагревать теплоноситель до высоких температур и тем самым понижать СОР. Теплые полы для ТН – самый эффективный способ отдачи тепла в доме. ТН может использоваться круглогодично – для нагрева бойлера или для охлаждения полов (кондиционирования помещений)

Думаю, будет много вопросов про срок окупаемости этой системы отопления. Я же исхожу из того, что строительство дома – это вообще не окупаемый проект. Вы не для извлечения прибыли строите дом. А для комфортного проживания за городом. Если, конечно, остро не стоит жилищный вопрос. О сроке окупаемости ниже.

Или все же изыскать средства на ТН грунт-вода, вложиться в этот проект и не иметь хлопот с отоплением в дальнейшем? Как думаете?

Если сравнивать с сезонными затратами на уголь дома 120 м2 из газобетона (как у меня), то это где-то 24 тыс. руб. за отопительный сезон (узнавал у соседа). Если утеплить дом, то меньше. С ТН грунт-вода затраты за 7 месяцев будут 18 тыс. руб. (информация с отзывами на сайте одной из компаний). Срок окупаемости ТН по сравнению с автоматическим угольным котлом – около 5 лет (плюс экономия на нагрев воды в бойлере). 350т.р./6т.р./12 мес. = 4,86 года. Если считать исходя из 6 месяцев использования, то тогда срок окупаемости 10 лет по сравнению с автоматическим котлом.

Стоимость отопления дома электрокотлом – минимум 10 тыс. руб в не самый холодный месяц. Например, сейчас для поддержания внутри дома +5 гр. потребляется 1,5 кВт электроэнергии в час. Примерно 2,5 тыс.руб./мес.

Внимание! В новых статьях комментарии открыты только для подписчиков!

Подписывайтесь на канал, впереди много интересной и полезной информации.

Предлагаю проголосовать за выбор какого-либо решения в регионе без газа и посмотреть результаты с мнениями других читателей:

Водяной теплый пол и тепловой насос как основной источник тепла

При достаточно большой линейке тепловых насосов для дачного применения, хотелось бы выделить следующее:

Тепловой насос «воздух-вода»;
Тепловой насос «грунт-вода».

Географическое положение России позволяет применять тепловые насосы «воздух-вода» для отопления в южных регионах. В этой статье я рассматриваю регионы Крым и Краснодарский край.

Заранее хочется осветить экологическую часть подобных проектов. Если существует природный газ или централизованная тепловая магистраль то применение теплового насоса, даже с нагрузкой на экономичный теплый водяной пол – нерентабельно!

Рентабельность (т.е. выгодность установки теплового насоса) может рассматриваться только в тех проектах, где кроме электричества нет ничего и эта электроэнергия дороже сетевой.

Итак, вариант первый – тепловой насос «воздух-вода». Современные тепловые насосы этого класса начинают работать от -15 град.С и выше. Хотя в некоторых проспектах, указаны цифры -22 град.С и даже от -27 град.С, но я думаю это просто рекламный ход.

Если взять самый холодный зимний месяц – февраль, то средняя температура воздуха в Крыму +3,6 град.С, в Краснодарском крае – до -5 град.С.

Но средняя температура в месяце это как стредняя температура по палате. Нам главное чтобы тепловой насос взятый нами на «вооружение» работал именно как тепловой трансформатор, а не просто как ТЭН и давал все таки экономию электричества при необходимой мощности отопления.

Из рассмотренных типов насосов, например, на площадь 200 кв.м потребуется мощность ~ 20 кВт. А при низкой температуре ночью ( -15 град.С) и COP не более 2, требуется насос мощностью 32-35 кВт.

Цена такого теплового насоса 400 000 – 500 000 руб. и это без монтажа.

Тепловые насосы «грунт-вода»(второй вариант) можно в данном случае и не рассматривать, т.к. их цена еще больше.

В результате получается что вы в месяц экономите 1000 – 1500 руб. на электричестве, затрачивая на тепловой насос 1 000 000 – 1 500 000 руб. Экономно, конечно, если вам дадут безвозвратную субсидию в 1,5 млн руб.

Читайте также: