Баки-накопители

Что делает бойлер «совместимым с тепловым насосом»?

Краткий ответ

Бойлер, совместимый с тепловым насосом, оснащен косвенным змеевиком площадью 2,0–3,0 м² — в три-пять раз больше, чем 0,5–0,8 м² в бойлере для котла, — чтобы принимать полную мощность теплового насоса при температуре первичного контура 45–55 °C. Ему также нужны низкие теплопотери в режиме ожидания, змеевик по всей высоте, ТЭН, установленный в верхней части, и патрубки 28 мм.

Обложка: Что делает бойлер «совместимым с тепловым насосом»?

Что на самом деле делает бойлер совместимым с тепловым насосом?

Четыре измеримых параметра, ни один из которых не сводится к надписи на этикетке. Бойлер совместим с тепловым насосом, если его змеевик достаточно велик и правильно расположен, теплопотери в режиме ожидания низкие, а автоматика позволяет проводить цикл против легионеллы, не подрывая сезонную эффективность.

ХарактеристикаБойлер для котлаБойлер, совместимый с тепловым насосомПочему это меняется
Площадь косвенного змеевика0,5–0,8 м²2,0–3,0 м² (модели с двумя змеевиками — до 6 м²)Разность температур уменьшается вдвое
Расчетная температура подачи первичного контура70–80 °C45–55 °CОпределяет достижимую температуру воды
Геометрия змеевикаВерхняя половина емкостиПо всей высоте, подача снизуСнижает температуру обратной линии, сохраняет COP
Класс теплопотерь в режиме ожиданияC – DB или лучшеНакопитель работает при более низкой температуре
ТЭННа средней высотеВ верхней третиЦикл против легионеллы без нагрева всего накопителя
Первичные патрубки22 мм28 ммТепловым насосам нужны более высокие расходы

Почему площадь поверхности змеевика так важна?

Потому что теплопередача — это площадь, умноженная на разность температур. Котел, подающий воду 75 °C в накопитель при 30 °C, работает с разностью около 45 К. Тепловой насос, подающий 50 °C в тот же накопитель, работает с разностью около 20 К. Чтобы передать те же киловатты через стенку змеевика, нужна примерно вдвое большая площадь — а поскольку бойлер не должен ограничивать мощность теплового насоса, реальные спецификации для бытовых объемов составляют 2,0–3,0 м², или примерно 0,25–0,30 м² змеевика на 1 кВт мощности теплового насоса.

Подключите современный тепловой насос 10 кВт к змеевику бойлера для котла площадью 0,6 м² — и физика ответит сразу: бойлер не может принять мощность, обратная линия первичного контура остается горячей, компрессор повышает температуру конденсации, эффективность падает, а догрев занимает часы вместо сорока минут. Подробный расчет подбора приведен в статье какая площадь поверхности змеевика нужна бойлеру для теплового насоса?

Что еще отличает хороший бойлер от просто приемлемого?

Стратификация. Тепловой насос догревает накопитель медленно и при умеренной температуре, поэтому ему важно, чтобы горячий слой оставался вверху. Хорошие входные диффузоры, высокая узкая форма и змеевик по всей высоте сохраняют температурную стратификацию; неудачно спроектированный вход разрушает ее и превращает бойлер на 300 литров в 200 полезных.

Теплопотери в режиме ожидания. В рамках энергетической маркировки ЕС водонагреватели и баки-накопители имеют этикетки от A+ до F с 26 сентября 2017 года, а классы определяются теплопотерями в режиме ожидания в ваттах. Бойлер на 300 литров класса B теряет в сутки заметно меньше, чем класса D, а при использовании теплового насоса каждый такой киловатт-час приходится восполнять электроэнергией в объеме, равном ему, деленному на COP.

Защита от коррозии. Эмалированная сталь по DIN 4753 с магниевым анодом — основное решение; нержавеющая сталь не требует анода, но чувствительна к содержанию хлоридов. Solimpeks выпускает оба варианта, а также гигиенические комбинированные накопители.

Гигиеническая стратегия. Гигиенический бак нагревает воду для ГВС проточным способом через гофрированный змеевик из нержавеющей стали, поэтому нет накопленного объема питьевой воды, который нужно стерилизовать. Это полностью исключает цикл против легионеллы, что важно, поскольку нагрев всего накопителя до 60 °C тепловым насосом — самая дорогая операция, которую он выполняет каждую неделю.

Всегда ли нужно менять бойлер?

Обычно да, хотя не всегда — иногда подходит крупный солнечный бойлер с двумя змеевиками и большим нижним змеевиком. Критерий — площадь змеевика и размер патрубков, а не возраст или состояние. Это решение разобрано в статье можно ли использовать мой существующий бойлер с тепловым насосом?

Какие стандарты должны быть указаны в паспорте?

EN 12897 для закрытых (напорных) водонагревателей косвенного нагрева объемом до 2000 литров, включая испытание на теплопотери в режиме ожидания; EN 12977-3, если накопитель входит в солнечную систему; DIN 4753 для конструкции и эмалирования, часть 3 которого охватывает защиту от коррозии со стороны воды с помощью эмали и анода; а также класс энергетической этикетки ErP. Паспорт, в котором указаны только литры, не является спецификацией — перед сравнением цен запросите площадь змеевика в м², теплопотери в режиме ожидания в ваттах и размер патрубков.

Часто задаваемые вопросы

Каким должен быть змеевик в бойлере для теплового насоса?

От 2,0 до 3,0 м² для бытовой системы, что составляет примерно 0,25–0,30 м² на 1 кВт мощности теплового насоса. Крупные бойлеры или бойлеры с двумя змеевиками достигают 6 м² за счет объединения двух змеевиков по 3 м² для систем большей мощности.

Можно ли использовать стандартный бойлер с тепловым насосом?

Только ценой потерь. Змеевик бойлера для котла площадью 0,5–0,8 м² не может принять мощность теплового насоса, поэтому догрев занимает часы, обратная линия первичного контура остается горячей, а сезонная эффективность резко падает. Большинство монтажников считают замену бойлера неизбежной.

Бойлер какого объема нужен семье с тепловым насосом?

Около 180–250 литров для двух-трех человек и 250–300 литров для четырех-пяти — больше, чем при котле, потому что вода в накопителе хранится при более низкой температуре и догревается медленнее.

Нужен ли ТЭН в бойлере для теплового насоса?

Да, в верхней трети. Он обеспечивает периодический цикл против легионеллы и резервный нагрев, а его высокое расположение означает, что электричеством нагревается только верх накопителя, а не весь объем.

Источники и дополнительные материалы

Об авторе

Инженерная команда Solimpeks

Проектирование и производство баков-накопителей