Тепловой насос Mitsubishi Electric: как связать мощность с теплопотерями дома

Связать мощность теплового насоса с теплопотерями дома можно только при одной и той же наружной температуре. Теплопотери считают для расчётного зимнего дня, и мощность насоса берут для этой же температуры, а не для +7 °C из каталога. Если на морозе насос даёт меньше, чем теряет дом, разницу закрывает резервный источник — это и есть бивалентная схема.

Теплопотери считают для расчётного мороза

Теплопотери — это мощность, которую дом отдаёт наружу через стены, окна, крышу, пол и с вентиляционным воздухом. Они растут почти линейно с разницей между внутренней и наружной температурой, поэтому их определяют для расчётной наружной температуры. По СП 131.13330.2020 для Москвы это −26 °C: средняя температура наиболее холодной пятидневки обеспеченностью 0,92. Перед проектом значение сверяют с действующей редакцией свода правил для своего населённого пункта.

До подбора собирают исходные данные:

• площадь и высоту помещений, материалы и толщину стен, утепление кровли и пола;
• площадь и тип окон, вентиляцию и её расход;
• тип отопительных приборов: радиаторы, тёплый пол или оба контура;
• потребность в горячей воде: число жильцов, объём бака;
• выделенную электрическую мощность и наличие второго источника тепла.

Номинал при +7 °C и мощность на морозе

Каталожная теплопроизводительность воздушного теплового насоса обычно указана при +7 °C снаружи. С понижением температуры она падает: у обычных кондиционеров при −20 °C теплопроизводительность на 40 % ниже номинала. Каталожный номинал и теплопотери при −26 °C описывают разные условия, поэтому для подбора берут мощность насоса при той же расчётной температуре.

Mitsubishi Electric выпускает для отопления наружные блоки ZUBADAN Inverter PUHZ-SHW. Их теплопроизводительность сохраняет номинальное значение до −15 °C, а при более сильном морозе уменьшается; блоки серии R2.UK и новее работают до −28 °C. Мощность ниже −15 °C берут по таблицам производительности конкретной модели для нужной температуры подачи воды.

Пример: дом под Москвой

Пусть расчёт теплопотерь дома дал 12 кВт при −26 °C снаружи и +20 °C внутри. Теплопотери пропорциональны разнице температур, поэтому при −15 °C они составят 12 × 35 / 46 ≈ 9,1 кВт. Наружный блок PUHZ-SHW на 11,2 кВт до −15 °C держит номинал и покрывает эту нагрузку с запасом.

Ниже −15 °C мощность насоса снижается, а теплопотери растут до 12 кВт. Точка, где кривая мощности насоса пересекает кривую теплопотерь, называется точкой бивалентности: ниже неё нужен дополнительный источник. В гидромодулях ECODAN для этого есть встроенный проточный электронагреватель мощностью от 2 до 9 кВт. Мы рекомендуем определить дефицит по таблице производительности при −26 °C и проверить, что электронагреватель вместе с насосом укладывается в выделенную электрическую мощность дома.

Радиаторы, тёплый пол и температура подачи

Чем ниже температура воды в системе отопления, тем легче тепловому насосу её нагреть и тем выше его эффективность. Тёплый пол работает на низкой температуре подачи, поэтому хорошо сочетается с тепловым насосом. Радиаторы под тепловой насос подбирают на пониженную температуру, то есть с большей поверхностью, чем для котла.

Если в доме есть и тёплый пол, и радиаторы, контуры разделяют. Для двухзонного отопления с гидромодулями ECODAN предназначено устройство PAC-TZ01-E: в его составе два циркуляционных насоса, трёхходовой вентиль и термисторы, которые подключаются к блоку управления гидромодулем.

COP и SCOP сравнивают при одинаковых условиях

COP — отношение полученного тепла к затраченной электроэнергии в одной точке: при конкретной наружной температуре и температуре подачи. SCOP — сезонный показатель, усреднённый по климату отопительного периода. Для Москвы этот период длится 204 суток со средней температурой −2,2 °C, так что большую часть сезона насос работает при температурах заметно выше расчётных.

Сравнивать модели по COP и SCOP имеет смысл только при одинаковых условиях: одной температуре подачи и одной климатической зоне расчёта. Значение, измеренное для тёплого пола, нельзя переносить на радиаторную систему с высокой температурой воды.

Горячая вода и резервный источник

Горячее водоснабжение (ГВС) — отдельная нагрузка. В схеме с трёхходовым вентилем на время нагрева бака насос переключается с отопления на воду, поэтому объём бака и запас мощности учитывают вместе с теплопотерями. Чем больше жильцов и одновременных водоразборов, тем важнее этот запас.

Резервный источник нужен в двух случаях: когда мощность насоса при расчётной температуре меньше теплопотерь и когда насос остановлен на обслуживание или ремонт. Это может быть встроенный электронагреватель гидромодуля или существующий котёл, включённый по бивалентной схеме.

Порядок подбора

1. Рассчитать теплопотери дома при расчётной наружной температуре для своего населённого пункта.
2. Определить систему отопления и температуру подачи: тёплый пол, радиаторы или два контура.
3. Найти по таблицам производительности мощность насоса при расчётной наружной температуре и выбранной температуре подачи.
4. Определить точку бивалентности и мощность резервного источника.
5. Добавить нагрузку ГВС и выбрать объём бака.
6. Проверить выделенную электрическую мощность с учётом электронагревателя.

Если дом плохо утеплён и теплопотери при морозе превышают возможности насоса вместе с резервом, дом сначала утепляют. Другой вариант — оставить котёл основным, а тепловой насос подключить как первую ступень бивалентной системы.