Тепловые насосы для нагрева и охлаждения воды

Тепловой насос — энергоэффективная машина, которая переносит тепло из низкопотенциального источника (воздух, грунт, грунтовые или сточные воды) к потребителю с коэффициентом преобразования COP 3,5–5,5 и сезонным SCOP 3,2–5,2. На 1 кВт электричества выдаёт 3–5 кВт тепла или холода. Применяется для отопления и ГВС загородных домов и коттеджей, подогрева бассейнов, кондиционирования через фанкойлы и тёплые полы, малых ИТП. Производится по ГОСТ Р 53631-2009, СП 60.13330.2020, EN 14511, EN 14825. Хладагенты R32 и R290 (пропан) — экологичные, GWP до 3. Цена зависит от мощности, типа источника (воздух/вода/грунт), производителя и контура (моноблок или сплит).

Где применяются тепловые насосы

• Бассейны частные и общественные — подогрев воды чаш 10–500 м³, поддержание 26–30 °C; инверторные моноблоки 5–150 кВт. По СанПиН 2.1.3684-21 и ГОСТ Р 56288-2014. подробнее
• Загородные дома 100–300 м² — отопление + ГВС + охлаждение через фанкойлы; воздух-вода моноблок или сплит 5–30 кВт, тёплый пол 35–45 °C. подробнее
• Коттеджи и таунхаусы 300–1000 м² — каскадные системы 30–100 кВт, бивалентная схема с электрокотлом или газовым; буферная ёмкость 300–1000 л. подробнее
• Малые ИТП и теплоцентры — нагрузки 100–300 кВт, отопление общественных зданий, школ, спорткомплексов; вода-вода со скважинами 1500–4500 л/ч. подробнее
• Промышленный холод 200–2000 кВт — чиллеры с реверсом цикла для производств, серверных, медицины; R32 / R134a, до –10 °C на выходе. подробнее
• Геотермальные станции грунт-вода — вертикальные зонды 100–200 м или горизонтальный коллектор; стабильный SCOP 4,5–5,2 круглый год, окупаемость 6–10 лет.
• Гостиницы, СПА, аквапарки — комбинированная схема «отопление + бассейн + ГВС» с теплоутилизацией сточных вод; экономия до 70 % по сравнению с электрокотлом.
• Дачи и сезонные объекты — компактные моноблоки 5–12 кВт на R32 для весенне-осеннего отопления и нагрева бассейна, режим anti-frost до –7 °C.

Как подобрать тепловой насос

• Тепловая нагрузка Q, кВт — отопление: 70–100 Вт/м² для домов с базовой теплоизоляцией, 40–60 Вт/м² для энергоэффективных; ГВС: 0,5–0,8 кВт/чел; бассейн: 1,2–1,5 кВт на 10 м³ при +30 °C.
• Источник тепла — воздух-вода: монтаж за 1 день, диапазон до –25 °C на R290; вода-вода: SCOP до 5,2, нужны 2 скважины 30–80 м; грунт-вода: вертикальные зонды или поле 200–600 м², стабильность зимой.
• SCOP по EN 14825 — 3,2–3,8 — базовые on/off; 4,0–4,5 — DC-инверторные среднего класса (Mitsubishi Zubadan, Daikin Altherma 3); 4,8–5,2 — топовые грунт-вода (NIBE, Viessmann Vitocal, Stiebel Eltron).
• Хладагент — R32 (GWP 675) — стандарт для жилого сектора, давление 42 бар; R290 (пропан, GWP 3) — экологичный, t° подачи до 75 °C, требует взрывозащищённой зоны; R134a — для промышленных машин и высокотемпературных контуров.
• Моноблок или сплит — моноблок: весь фреоновый контур в наружнем блоке, в дом только вода — проще монтаж, меньше утечек; сплит: гибче размещение, ниже цена, но требует мастера с допуском по фреону.
• Температура подачи — 35–45 °C для тёплого пола (оптимальный режим, SCOP максимален); 45–55 °C для радиаторов; до 75 °C для ГВС с R290 или каскадных тепловых насосов с дополнительным сжатием.
• Буферная ёмкость и ГВС-бак — буфер 30–50 л на 1 кВт мощности насоса для подавления тактования; ГВС-бак 150–300 л на семью с теплообменником 3+ м².

Нормативы: ГОСТ Р 53631-2009 (тепловые насосы), СП 60.13330.2020 (отопление, вентиляция, кондиционирование), СП 124.13330.2012 (тепловые сети), СП 30.13330.2020 (внутренний водопровод), EN 14511, EN 14825 (методики COP/SCOP), СанПиН 2.1.3684-21, ГОСТ Р 56288-2014 (бассейны).

Цена теплового насоса

• 5–15 кВт (бассейны до 50 м³, дачи, дома до 150 м²) — 80 000 – 350 000 ₽. Aquaviva Inverter, Fairland IPHCR, Brilix XHPFD, Phnix PASRW-V05, Zodiac Z200.
• 15–30 кВт (дома 150–300 м², бассейны 50–150 м³) — 350 000 – 900 000 ₽. Aquaviva Inverter Pro, Fairland IXR/IXCR, AstralPool Pro Elyo Inverboost, Procopi Climexel KMD.
• 30–100 кВт (коттеджи 300–1000 м², малые ИТП, общественные бассейны) — 900 000 – 3 500 000 ₽. Phnix PASRW-V series, Zodiac Power Force, каскады по 2–4 модуля Fairland.
• 100–500 кВт (большие ИТП, аквапарки, школы) — 3 500 000 – 12 000 000 ₽. Промышленные блоки с R32/R134a, проектное исполнение с гидромодулем.
• 500 кВт – 2 МВт (промышленный холод, серверные, фарма) — 12 000 000 – 60 000 000 ₽. Чиллеры Calorex и кастомные машины с реверсом цикла, экономайзерами, EVI-впрыском.

Точная цена считается после определения тепловой нагрузки, типа источника, температурного графика и требований по холоду. Геотермальные системы с бурением скважин — отдельным проектом.

Бренды и модели тепловых насосов

• Aquaviva (Китай) — Inverter / Inverter Pro / Standard — Бассейновые моноблоки 5–80 кВт, инверторные DC-компрессоры Mitsubishi/Toshiba, R32, рабочий диапазон до –10 °C, anti-frost защита.
• AstralPool (Испания) — Pro Elyo Inverboost / Heat / Smart — Премиум-сегмент для бассейнов 8–60 кВт, инверторная технология, R32, COP до 16 на горячем режиме, тихий 38 дБ.
• Brilix (Чехия) — XHPFD / XHP Full Inverter — Бюджетные инверторные модели 7–35 кВт с титановым испарителем, рассчитаны на хлорированную воду 1,5 г/л.
• Fairland (Китай) — IPHCR / IXR / IXCR / TurboSilence — Полный инвертор с компрессором Mitsubishi, COP до 16, R32, рабочий диапазон –15…+43 °C, серия TurboSilence 28 дБ.
• Phnix (Китай) — PASRW-V / Eco Power / SmartHeat — Универсальная серия для дома и бассейна 5–120 кВт, инверторные DC, R32, контроллер с Wi-Fi, EVI-впрыск для –25 °C.
• Procopi Climexel (Франция) — KMD / KHE / KEPF — Французские бассейновые ТН премиум 8–45 кВт, титановый теплообменник, инвертор, COP до 7,5 при +26 °C воды.
• Zodiac (Франция) — Z200 / Z300 / Z400 / Power Force / PM — Лидер по бассейнам Европы, мощности 5–150 кВт, моноблоки и блоки с гидромодулем, инверторные с активной шумоизоляцией.
• Calorex (Великобритания) — чиллеры с реверсом — Промышленные тепловые насосы и осушители для бассейнов 30–500 кВт, осушение воздуха + нагрев воды одной машиной.
• Mitsubishi Electric — Ecodan / Zubadan PUHZ — Япония, воздух-вода для отопления домов 4–32 кВт, технология Zubadan сохраняет 100 % мощности до –15 °C, SCOP 4,5.
• Daikin (Япония) — Altherma 3 H HT / 3 M / EBLQ — Высокотемпературные модели до 75 °C на R32, моноблок и сплит, для радиаторного отопления и реконструкции старых домов.
• NIBE (Швеция) — F1255 / F2120 / S1255 / S2125 — Грунт-вода и воздух-вода, премиум для холодного климата, SCOP до 5,2, встроенный ГВС-бак 180 л, контроллер myUplink.
• Viessmann (Германия) — Vitocal 200 / 250 / 300-G / 350 — Воздух-вода и рассол-вода 3–55 кВт, R290 для подачи 70 °C, цифровое управление ViCare и WiFi.
• Stiebel Eltron (Германия) — WPL / WPF / HPA-O — Премиум-сегмент воздух-вода и грунт-вода 5–60 кВт, R290, гарантия на компрессор 5 лет, тихий монтаж — 31 дБ.
• Bosch / Buderus (Германия) — Compress 7000i / Logatherm WLW — Серии для домов 4–17 кВт, R290, интеграция с газовыми котлами в гибридных системах.
• Haier / Cooper&Hunter / MDV — бюджетный сегмент — Воздух-вода моноблоки 6–30 кВт, инверторные на R32, ценовая категория эконом, для типовых задач отопления.

Типы тепловых насосов

• Воздух-вода (моноблок) — наружный блок с фреоном, в дом только вода 2 трубы. Простой монтаж, диапазон до –25 °C на R290. Лучший выбор для нового строительства.
• Воздух-вода (сплит) — наружный и внутренний блок соединены фреоновыми магистралями. Гибкое размещение, дешевле моноблока на 15–20 %, требует мастера с допуском по фреону.
• Вода-вода (скважинные) — забор тепла из грунтовых вод 1500–4500 л/ч, SCOP до 5,2. Нужны 2 скважины 30–80 м и водный анализ на железо/жёсткость.
• Грунт-вода (вертикальные зонды) — U-петли 100–200 м с теплоносителем (этиленгликоль 25 %), стабильный SCOP круглый год. Подходит для участков 200–400 м².
• Грунт-вода (горизонтальный коллектор) — петли на глубине 1,5–2 м под плодородным слоем; площадь поля 200–600 м². Дешевле бурения, но требует свободного участка.
• Бассейновые специализированные — моноблоки с титановым теплообменником, рассчитаны на хлорированную и солёную воду, защита от коррозии.
• Высокотемпературные (до 75 °C) — на R290 или с EVI-впрыском (Daikin Altherma HT, Stiebel WPL HT). Для реконструкции систем с чугунными радиаторами.
• Реверсивные чиллеры — нагрев зимой + холод летом одной машиной. Применяются в офисах, гостиницах, серверных. Промышленные мощности 50–2000 кВт.
• Каскадные системы — 2–8 модулей параллельно с общим контроллером для покрытия больших нагрузок и резервирования. Типичная мощность каскада 30–300 кВт.

Частые вопросы по тепловым насосам

Связанные категории и статьи

• Пластинчатые теплообменники (ПТО) — для разделения контура ТН и контура отопления/бассейна, защита от хлора и накипи.
• Паяные пластинчатые ПТО (BPHE) — испарители и конденсаторы для производителей ТН.
• Кожухотрубные теплообменники — для промышленных тепловых насосов и чиллеров большой мощности.
• Оборудование для промывки теплообменников — CIP-станции и реагенты для обслуживания контуров ТН.

Полезные материалы блога:

• Принцип работы теплового насоса — COP, SCOP, цикл Карно
• Тепловой насос для частного дома — подбор и расчёт
• Тепловой насос для бассейна — мощность и режимы
• Каскад тепловых насосов — схема и управление
• R32 против R290 — какой хладагент выбрать
• Геотермальный тепловой насос — вертикальные зонды и коллектор