Как интегрировать старый бойлер в систему отопления с тепловым насосом?

Переход на тепловой насос — это шаг к энергоэффективности, экономии и удобству. Но при модернизации системы возникает вопрос: что делать со старым бойлером, который работал с твердотопливным котлом или электрокотлом? Можно ли его оставить, или стоит полностью заменить на новый?

Разберем, как правильно интегрировать старый бойлер в систему с тепловым насосом, чтобы избежать ошибок и сохранить стабильную работу оборудования.

Проблема несоответствия старых бойлеров

Если в вашей системе уже установлен старый бойлер, а вы решили перейти на отопление и горячее водоснабжение от теплового насоса, важно правильно интегрировать его в новую систему. Проблема многих старых бойлеров в том, что они не рассчитаны на работу с тепловыми насосами. В таких баках установлены теплообменники небольшой площади, которые рассчитаны на работу с котлами высокой температуры — газовыми или электрическими, подающими воду до 70–80 °C. Тепловой насос же работает при более низких температурах, выдает подачу примерно 45–55 °C, поэтому площадь теплообменника должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить эффективную передачу тепла.

Если оставить обычный бойлер в системе без изменений, возможны следующие проблемы:

• Медленный нагрев или недогрев воды. Теплообменник не успевает передать необходимое количество тепла.
• Рост нагрузки на тепловой насос. Оборудование работает дольше и на повышенной мощности, что снижает его ресурс.
• Аварийные остановки. Современные тепловые насосы контролируют разницу температур на подаче и обрате. Если тепло не отбирается должным образом, насос может выдать ошибку и остановиться.

Что можно сделать в таком случае?

1. Заменить старый бойлер на специальный бак ГВС для теплового насоса

Замена старого бойлера на современный бак ГВС является наиболее рациональным решением, когда речь идет об интеграции теплового насоса в систему отопления и горячего водоснабжения.

Современные баки специально разработаны с учетом особенностей работы тепловых насосов, работающих на низкотемпературных режимах. Их главное отличие — наличие большого теплообменника с увеличенной площадью поверхности, что позволяет эффективно передавать тепло даже при температуре подачи всего 35–55 °C. Для баков объемом 200–300 литров оптимальной считается площадь теплообменника не менее 2,5 м².

Такая конструкция обеспечивает быстрый и равномерный нагрев воды во всем объеме бака. Это означает, что тепловой насос не работает непрерывно в течение длительного времени, а нагревает воду за более короткий промежуток, после чего может перейти в режим ожидания, экономя электроэнергию. Благодаря этому повышается энергоэффективность системы в целом, уменьшаются затраты на электроэнергию, а оборудование работает в более щадящем режиме, что положительно влияет на его долговечность.

 

Кроме того, современные баки с большим теплообменником предотвращают возникновение аварийных остановок или ошибок в работе теплового насоса, связанных с недостаточным теплообменом. Это позволяет избежать ситуаций, когда насос часто включается и выключается (так называемый короткий цикл), что может приводить к износу компрессора и повышению затрат на обслуживание.

Еще одним важным преимуществом является простота монтажа. Современные баки ГВС не требуют дополнительных промежуточных теплообменников, отдельных насосных групп или сложной автоматики. Они напрямую подключаются к тепловому насосу, что уменьшает количество узлов в системе, упрощает обслуживание и делает всю систему более компактной.

Весь ассортимент баков ГВС для теплового насоса можно посмотреть по ссылке.

2. Использование промежуточного теплообменника

Если бойлер находится в хорошем техническом состоянии и его замена не входит в ближайшие планы, можно применить альтернативное решение – установить промежуточный пластинчатый теплообменник между контуром теплового насоса и бойлером. Такая схема позволяет интегрировать даже обычный бак без встроенного змеевика, сохранив при этом его функциональность и значительно повысив эффективность нагрева воды.

Пластинчатый теплообменник имеет компактные размеры и большую площадь теплообмена, благодаря чему он способен эффективно передавать тепло даже при работе теплового насоса на низких температурах подачи (35–55 °C). Это означает, что вода в бойлере прогревается быстрее, а тепловой насос работает стабильно, не переходя в аварийные режимы.

Главным преимуществом этого решения является возможность оставить существующий бак, что позволяет сэкономить на покупке нового оборудования. Это особенно удобно в случаях, когда бойлер относительно новый или имеет большой объем, который удовлетворяет потребности семьи или объекта.

Дополнительным преимуществом является гибкость подключения: пластинчатый теплообменник можно интегрировать практически в любую схему, независимо от конструкции самого бойлера. Таким образом, даже старые баки без змеевика можно адаптировать для работы с современным тепловым насосом.

Однако важно учесть, что для такой схемы понадобятся дополнительные циркуляционные насосы, датчики температуры и автоматика. Они обеспечивают правильный гидравлический режим и своевременное включение/выключение контуров, чтобы избежать перегрева или недостаточного нагрева воды. Грамотная настройка этой системы гарантирует бесперебойную работу теплового насоса, стабильную температуру воды и оптимальное потребление энергии.

Ассортимент пластинчатых теплообменников

Как правильно подключить промежуточный пластинчатый теплообменник между старым бойлером и тепловым насосом?

Чтобы подключить промежуточный пластинчатый теплообменник между старым бойлером и тепловым насосом, нужно соблюдать последовательность, которая показана на схеме.

Тепловой насос формирует свой собственный контур: горячая вода из него подается на одну сторону пластинчатого теплообменника, проходит через него, отдавая тепло, и возвращается обратно в тепловой насос. Это замкнутый контур, который работает независимо от бака.

На другой стороне теплообменника организуется контур бойлера. Здесь обязательно устанавливается циркуляционный насос, который обеспечивает постоянное движение воды через теплообменник и бак. Вода, проходя через теплообменник, нагревается, после чего возвращается в верхнюю часть бака. Охлажденная вода из нижней части бака снова поступает в теплообменник, и цикл повторяется, пока не будет достигнута заданная температура.

Дополнительно следует предусмотреть датчики температуры и автоматику, чтобы насос включался только тогда, когда есть необходимость в нагреве, а также чтобы тепловой насос получал правильный сигнал о достижении температуры. Если в системе есть контур рециркуляции горячей воды, его подключают к баку отдельно, как показано на схеме, чтобы поддерживать стабильную температуру в трубах и сократить время ожидания горячей воды в кране.

Как правильно выбрать теплообменник?

Пластинчатый теплообменник — это ключевой элемент в случае, когда старый бойлер не имеет встроенного змеевика достаточной площади для эффективной работы с тепловым насосом. Он состоит из пакета тонких металлических пластин, между которыми проходят два независимых потока теплоносителя — от теплового насоса и от бака. Благодаря большой площади поверхности и турбулентному движению жидкости, теплообменник очень эффективно передает тепло даже при низких температурах подачи.

Чтобы система работала стабильно, важно правильно подобрать пластинчатый теплообменник под мощность теплового насоса. Ориентировочный расчет выглядит так: площадь теплообменной поверхности должна быть не менее 0,25–0,3 м² на каждый кВт тепловой мощности. Например, если у вас тепловой насос на 16 кВт, площадь пластин должна составлять примерно 3–5 м². Это позволит избежать перегрева теплоносителя на стороне теплового насоса и обеспечит быстрый нагрев воды в бойлере.

Также стоит обращать внимание на максимальное рабочее давление и температуру теплообменника, чтобы они соответствовали параметрам вашей системы. В большинстве случаев применяются медно-паяные теплообменники, которые выдерживают давление до 30 бар и температуру до 200 °C — этого более чем достаточно для бытовых тепловых насосов.

Кроме самого теплообменника, необходимо установить циркуляционный насос на контур бойлера, чтобы обеспечить стабильное движение воды. Рекомендуется добавить датчики температуры на подаче и обрате, чтобы автоматика могла корректно управлять процессом нагрева.