Расчет мощности теплового насоса для дома: методика и формула

  • Расчет мощности теплового насоса для дома: методика и формула
Использование тепловых насосов обеспечивает экономию на горячей воде, отоплении, кондиционировании при задействовании температуры внешней среды в качестве источника тепла. Оптимальной энергоэффективности можно добиться, если правильно рассчитать мощность теплового насоса. Тип объекта, оснащенного подобной отопительной системой при этом не имеет значения. Теплонасос будет эффективен при работе в здании любого назначения будь то частный дом, квартира, промышленные сооружения или загородный коттедж. Важным моментом при создании энергосберегающих контуров ГВС, охлаждения и обогрева помещений является грамотный расчет мощности в соответствии с видом ТН.

Виды тепло насосов

Принцип работы всех типов ТН состоит в отборе тепла от низкотемпературного источника, преобразовании его и передаче потребителю. Классификации тепловых приборов по источнику тепловой энергии подразделяет их на:

  • воздушные - энергия извлекается из атмосферы;

  • геотермальные – обеспечение энергией происходит из воды или грунта;

  • использующие вторичное тепло – энергия пополняется из воды, воздуха и даже канализационных стоков.


На абсорбционные и компрессионные ТН подразделяются по виду передачи энергии. Разделение происходит и по теплоносителю контура, который делит их на оборудование типа воздух-воздух, грунт-вода, вода-вода, воздух-вода, вода-воздух.

В чем особенность деления тепло насосов

Прежде чем приступать к расчету теплового насоса, стоит понимать, какие еще разновидности приборов существуют. Так, воздушное оборудование разнится и по конструкции – есть моноблочные ТН и сплит-системы, включающие внутренний и наружный блоки и автоматику управления. Геотермальные по типу установки коллектора делятся на вертикальные, которые погружаются в специальную скважину, созданную бурением, и горизонтальные — прокладываемые ниже глубины промерзания под слоем грунта. Выбор коллектора осуществляется, принимая во внимание особенности участка земли. Прежде чем монтировать ТН, необходимо рассчитать его эффективность исходя из основных характеристик.

Формула расчета

Потенциальным потребителям стоит понимать, что знание всех особенностей типов оборудования и их преимуществ не всегда является гарантией выбора наиболее эффективного. К основным параметрам, характеризующие эффективность относятся коэффициенты - полезного действия (КПД) — отражает соотношение потраченной на выработку энергии и полученной, эффективности трансформации. Всегда лучше обратиться за помощью к специалистам. Однако тем, кто чувствует в себе способность справиться с задачей самостоятельно, может помочь калькулятор теплового насоса. Еще один способ предварительного расчета мощности – использование программ, которые предоставляет производитель ТН.

Методика и значения

Для определения мощности ТН можно воспользоваться формулой для расчетов вручную - R = (k x V x T) / 860. В ней символы имеют следующие значения:

  • R — размер потребляемых энергоресурсов в киловаттах и кКал/ч;
  • k — усредненный коэффициент теплопотерь здания;
  • V — объемы отапливаемых площадей;
  • T — перепад температур с учетом минимальных показателей внутри и снаружи помещения.


Коэффициент теплопотерь, влияющий на конечный результат, зависит от материала изготовления особняка или дачи, качества утепления и означает:

  • тщательное утепление - 0,6-1;

  • 2-х слойное кирпичное сооружение - 1-2;

  • однослойная кирпичная кладка - 2-3;

  • дерево - 3-4.

Для получения показателя мощности в кВт/ч значение делят на 860.

Расчет мощности геотермальных насосов

Универсальной формулы, которая бы подходила для того, чтобы рассчитать мощность теплового насоса любого типа, не существует. Каждый вид оборудования имеет свои нюансы. Так, чтобы выбрать геотермальный прибор нужной мощности можно использовать калькулятор. Методика расчета для геотермальных насосов учитывает длину наружного контура, который размещается в грунте или водоеме. Помимо этого в расчет принимается длина труб, площадь участка для горизонтального геотермального контура. При использовании вертикальных находят длину скважин с размещенными в них геотермальными зондами. Если схема подключения открытая из скважины в скважину, определяют подходящий дебет для подбора погружного насоса.

Расчет мощности воздушных насосов

При использовании воздушных аппаратов вначале рассчитывают теплонагрузку, для снабжения дома ГВС и подогрева помещений. Алгоритм вычислений следующий:


  • Рпод. = 0,050х300= 15 кВт, где 0,050 кВт / м2 - норма теплопотерь дома с утеплением; 300 – его площадь.
  • Ргвс = 0,25х6=1,5 кВт, где 0,25 – тепло мощность на 1 чел. для ГВС; 6 –число жильцов.
  • Робщ.=15+1,5=16,5 кВт.
  • Расчетное значение с учетом точки бивалентности и разницы температур:
  • Ртн =(15+1,5)х (20-(-7))/(20-(-22))= 16,5х27/42=10,56 кВт,
  • где +20, -7, -22 – величины температур воздуха в помещении, точки бивалентности и наружной.

Аналогично определяется нужная мощность при работе ТН в качестве кондиционера.

Расчет мощности ТН, использующих вторичное тепло

Обычно ТН, использующие вторичное тепло, применяются на промышленных предприятиях с паразитными теплоисточниками по принципу «утилизация тепла». Их температурные характеристики, обеспечивающие высокую эффективность, постоянны. Проекты с использованием подобного тепла требуют тщательных расчетов. К примеру, при работе со сточными водами нужно принимать во внимание промежуточный теплообменник с высокой коррозионной стойкостью. Возможна установка геотермальных коллекторов прямо в отстойниках для стоков. При расчете теплового насоса, использующего альтернативные источники тепла типа вентиляционного воздуха или выделяемого серверами в дата-центрах, требуется учитывать их специфику.

Как подобрать тепло насос для отопления дома

Выбрать модель ТН для нагрева помещений в доме с подходящими параметрами, позволит корректное определение теплопотерь объекта. При подборе, кроме расчета теплового насоса, стоит учитывать климат региона, место расположения строения и его площадь. Например, геотермальный насос – не лучшее решение при размещении дома на небольшом каменистом участке. Важны и нюансы эксплуатации объекта. Так, для обогрева бассейна или работы отеля требуется много горячей воды. В этих случаях отлично подойдет ТН «воздух-вода». Лучшими объектами для установки прибора«воздух-воздух» станут квартиры, а «вода-вода» - дома, находящиеся рядом с водоемом, или имеющие нужный дебет подземных вод.