Очевидным фактом сегодняшнего дня есть то, что реализовывать отопление зданий и помещений с помощью оборудования, которое использует энергию воздуха, намного экономичнее и эффективнее, чем традиционными теплогенераторами такого типа, как  электро и газовый котел, так как на 1 кВт потребляемой электроэнергии получаем 4 ~ 5 кВт произведенной тепловой энергии. Речь в данной статье не идет об отоплении с использованием кондиционеров типа воздух-воздух как бытовых, так и промышленных, включая VRF систему для отопления и охлаждения частных или коммерческих помещений. Применение фреонового отопления и охлаждения больше подходит для коммерческих и промышленных помещений, так как фреоновое или электрическое отопление, сушит воздух. Поэтому речь пойдет об универсальной системе тепловой насос воздух-вода и фанкойл для отопления и охлаждения, а также  ГВС круглый год, для частного дома, квартиры или любого коммерческого помещения.

Популяризация и массовое распространение альтернативных экологических источников энергии, может предотвратить энергетический кризис, а так же существенно уменьшить выбросы СО2 в атмосферу. В основе работы теплового насоса воздух вода лежит принцип цикла Карно, который был впервые описан еще в 1824 году и нашел практическую реализацию в 1852 году лордом Кельвином.

Принцип работы теплового насоса воздух-вода.

Тепловой насос отбирает и переносит имеющееся тепло из окружающей среды – воздуха-в систему отопления. Выигрышной характерной особенностью теплового насоса является то, что в летний период, можно получить комфортное водяное кондиционирование и ГВС. Отсюда следует, что, используя тепловой насос воздух-вода в частном доме, квартире, ресторане, можно обеспечить комфортные условия круглый год. Так как тепловой насос «воздух-вода» разработан на основе новейших технологий и применяет для производства восстанавливаемые источники энергии, то и его эксплуатация, в сравнении с традиционными отопительными приборами, существенно ниже. Оценить эффективность работы теплового насоса, как в режиме отопления, так и в режиме охлаждения, можно с помощью коэффициента COP / EER который равен соотношению производимой мощности к потребляемой электроэнергии, которая для этого понадобилась.

Как обеспечить охлаждение дома через систему отопления?

Тепловой насос типа «воздух–вода» - производит теплоноситель температурой от 25 до 55С, т.е. это низкотемпературная система отопления. Самая высокая эффективность работы теплового насоса в диапазоне теплоносителя от 30–45С. Данная температура представляет оптимальной диапазон и для работы фанкойлов и теплых полов. Однако, «теплый пол» не рекомендуются использовать для охлаждения помещения, так как вопрос выпадения конденсата стоит остро, «Холодный пол» так же создает дискомфорт для ног. Следует помнить, что холодный воздух тяжелее теплого, и потому «теплый пол» не является эффективным. Эффективние обратить внимание на «холодные» потолки и стены, либо применить универсальное оборудование, такое как фанкойлы. Фанкойл - это группа оборудования, назначение которого как раз для отопления и охлаждения (fan-вентилятор, coil - теплообменник). Для того, чтобы обеспечить за счет одной универсальной системы отопления, кондиционирования и нагрева воды, фанкойл монтируется вместе с тепловым насосом воздух-вода.

Теперь обо всем по порядку.

Как выбрать тепловой насос требуемой мощности?

Обратиться к специалистам-проектировщикам систем ОВК  желательно еще на этапе проектирования здания, помещения, визуализации дизайн-проекта. Ведь недостаточно выбрать вид оборудования, необходимо знать требуемую производительность оборудования, как при охлаждении, так и при работе на отопление, его шумовые характеристики, габариты. Так же при расчете важно учесть:

• Теплопотери/теплопритоки через ограждающие конструкции (стены, окна, двери, крышу);
• назначение помещения (например, если это ресторан, то большое значение играет количество гостей в зале);
• температуру теплоносителя для отопления/охлаждения;
• расположение здания по сторонам света (север, юг);
• температурный диапазон в зависимости от сезона.

Классическая формула расчета теплопотерь:

Q = k×T×f,

где Q – теплопотери от определенной поверхности ограждающей конструкции (стены, окна, двери, потолок); k – коэффициент теплопроводности материала; T – разница между температурой внутри помещения и на улице; f – площадь поверхности (например, стены).

При расчетах необходимо задавать не только нормативную, но и желаемую температуру, при которой будет комфортно находиться в помещении.

Эта формула проста и приведена для примера.

При выборе мощности теплового насоса, кроме перечисленных выше факторов, нужно учитывать, то, как влияют погодные факторы на производительность оборудования. Для удобства выбора теплового насоса производителями оборудования предоставляются специальные таблицы или графики.

Пример: дом 150м2, его нужно отапливать зимой и охлаждать летом. Используя данную формулу, мы рассчитали (условно) теплопотери дома, которые составляют 0,6 квт на 1 м2. Это означает, что нам необходимо подавать в дом 9 квт тепла. Флагманы  производства тепловых насосов, такие как Templari, рекомендуют подбирать тепловой насос по таблицам их производительности, учитывая окружающую температуру воздуха. См. таблицу.

Условно обозначим, что  в регионе зимой температура опускается не ниже -15 С, т.е нам необходимо установить тепловой насос серии M, который при температуре-15 даст нам 9,28 квт тепла.

Важно! На эффективность работы теплового насоса «воздух-вода» в режиме отопления влияет также количество циклов «оттайки». Когда тепловой насос работает в режиме отопления, наружный воздух охлаждается и из него выделяется конденсат, который намерзает на теплообменнике наружного блока, снижая его производительность. Режим «оттайки» -это удаление образовавшейся наледи на наружном блоке. Частые включения режима «оттайки» увеличивают потребление электроэнергии и негативно сказывается на эффективной работе насоса. Принцип «оттайки»  подобен работе холодильника, цикл меняет направление, теплообменник нагревается для того, чтобы удалить наледь, при этом подача нагретой воды в помещение прекращается.

На периодичность и длительность режима «оттайки» влияют:

• Высокое содержание влажности воздухе на улице.
• Объем теплообменника в наружном блоке.
• Расстояния между сечениями ребер теплообменника.
• алгоритмы, которые разрабатывают и патентируют производители тепловых насосов, регулирующие данный процесс.

Как выбрать фанкойл?

Классическая комплектация фанкойла: теплообменник; вентилятор; фильтр; панель управления,(фанкойл имеет встроенное или выносное настенное управление).

Учитывая передовые технологии, производитель Innоva использует для комплектации фанкойлов: инверторные вентиляторы с низким потреблением электроэнергии, лучистая панель, удалённое управление при помощи «Wi-Fi», датчики воздуха и теплоносителя, что позволяет максимально точно поддерживать заданную температуру.

Принцип работы фанкойлы с «лучистой панелью»: основной вентилятор в ночном режиме отключается, его заменяют микровентиляторы, которые работают очень тихо. Лучистая панель на фанкойле работает только в режиме отопления, когда фанкойл работает в режиме охлаждения лучистая панель деактивируется, что бы избежать образование конденсата на передней панели.

Принцип работы фанкойла.

Суть работы фанкойла проста: на теплообменник поступает вода теплая или холодная и циркулирует, когда воздух попадает на теплообменник, то охлаждается или нагревается до установленного значения. Вентилятор ускоряет поток воздуха и, таким образом, способствует более быстрому достижению комфортной температуры в помещении.

Фанкойл бывает двух видов по типу подключения к гидравлическому контуру :

Двухтрубный фанкойл - с одним водяным контуром, режим работы фанкойла зависит от температуры теплоносителя. Двухтрубные фанкойлы наиболее распространены и доступны по цене.

Четырехтрубный фанкойл –  с двумя теплообменниками. Контуры системы могут функционировать независимо друг от друга, что позволяет быстро изменять режим охлаждения и обогрева.

Типы фанкойлов:

настенные, кассетные, канальные, напольно-подпотолочные и те, которые встраиваются в потолок  или в стену. При выборе оборудования такое разнообразие типов фанколйов позволяет учитывать дизайн помещения и его назначение, а также пространство для оборудования. К примеру, для офиса чаще всего выбор падает на фанкойл кассетного типа, выбирая фанкойл в спальню, нужно обратить особое внимание на его шумовые характеристики и тип монтажа фанкойла.

Преимущества использования теплового насоса и фанкойлов в системе отопления и охлаждения.

Универсальная система тепловой насос фанкойл, позволяет заменить две климатические установки – систему отопления и кондиционирование. Система тепловой насос воздух-вода-фанкойл обеспечит комфорт в здании отопление зимой, а летом охлаждения, бонус в виде ГВС круглый.

Экономия, сокращаются расходы на отопление. Автоматическое управление упрощает регулировку температуры в помещении, достаточно задать нужные температурные показатели.

Быстрый нагрев помещения фанкойлом до установленной температуры благодаря принудительной циркуляции воздуха, которое обеспечивает вентилятор, в сравнении с радиаторами, действующими по принципу естественной конвекции. При достижении заданного значения температуры  в помещении, по температурным датчикам срабатывает  прекращение теплоснабжение фанкойлов и подача электричества для работы вентилятора. Фанкойл переходит в энергосберегающий режим.

Несомненно плюсом эксплуатации системы тепловой насос и фанкойл является тот факт, что водяное отопление и кондиционирование комфортное, мягче, чем использование фреона или электричества.

При правильном проектирование системы отопления и кондиционирования, даже при сильных морозах (-20С и ниже) тепловой насос будет обеспечивать подогрев воды +30...45С этого достаточно для достижения комфортной температуры в помещениях.