Как работает тепловой насос для бассейна: COP и физика процесса
Тепловой насос (ТН) не вырабатывает тепло — он его переносит. Принцип тот же, что у холодильника или кондиционера, только в обратную сторону: внешний блок забирает низкопотенциальное тепло из уличного воздуха, компрессор сжимает хладагент, температура поднимается до 40-90°C, и теплообменник (конденсатор) передаёт это тепло воде бассейна.
Ключевой показатель эффективности — COP (Coefficient of Performance). COP=5 означает: на 1 кВт затраченной электроэнергии ТН выдаёт 5 кВт тепла. Оставшиеся 4 кВт — бесплатная энергия из воздуха. Именно поэтому тепловой насос в 4-7 раз экономичнее прямого электронагрева.
| Условие | COP on/off модели | COP инвертора |
|---|---|---|
| Воздух +15°C, вода +24°C | 4,0-4,5 | 5,5-7,0 |
| Воздух +10°C, вода +24°C | 3,0-3,5 | 4,5-5,5 |
| Воздух +5°C, вода +24°C | 2,2-2,8 | 3,5-4,5 |
| Воздух 0°C, вода +24°C | 1,8-2,2 | 3,0-4,0 |
| Воздух -5°C, вода +24°C | — (не работает) | 2,5-3,2 |
Главное преимущество инвертора — он продолжает работать при минусовой температуре. EVI-модели (Enhanced Vapor Injection) PAT WE-09 и Aquaviva F-X20 эффективно греют воду даже при -15...-20°C, продлевая купальный сезон в Московской области до октября.
Методика расчёта расхода электроэнергии по объёму бассейна
Чтобы посчитать, сколько киловатт «съест» тепловой насос за месяц, нужны три исходных параметра: объём чаши, желаемая температура воды и средняя температура воздуха в регионе. Расчёт ведётся через теплопотери бассейна.
Шаг 1. Теплопотери с поверхности воды
Основной канал потерь тепла — испарение с зеркала воды. Каждый килограмм испарившейся воды уносит около 0,68 кВт·ч тепловой энергии. Формула теплопотерь через испарение:
S — площадь зеркала (м²), Pw — давление насыщенного пара при t воды, Pa — парциальное давление при t воздуха, v — скорость ветра (м/с)
На практике для приблизительного расчёта используют табличные значения теплопотерь:
| Объём бассейна | Площадь зеркала | Теплопотери (t воды +26°C, воздух +18°C) |
|---|---|---|
| 20 м³ (4×3×1,5 м) | 12 м² | ~3,2 кВт |
| 40 м³ (8×4×1,2 м) | 32 м² | ~7,5 кВт |
| 60 м³ (10×5×1,2 м) | 50 м² | ~11,5 кВт |
| 80 м³ (10×5×1,6 м) | 50 м² | ~12,0 кВт |
| 100 м³ (12×6×1,4 м) | 72 м² | ~16,5 кВт |
Шаг 2. Суточное и месячное потребление
ТН должен компенсировать теплопотери 24 часа в сутки. Но работает он не постоянно: при достижении заданной температуры термостат отключает компрессор. В среднем ТН под нагрузкой 14-18 часов в сутки.
Формула месячного расхода:
Пример для бассейна 40 м³ (теплопотери 7,5 кВт):
| Тип ТН | COP средний | Потребление в час | 16 ч/сутки | За 30 дней | Руб/мес (5 руб/кВт·ч) |
|---|---|---|---|---|---|
| On/Off | 3,2 | 2,34 кВт | 37,5 кВт·ч | 1 125 кВт·ч | 5 625 руб |
| Инвертор | 5,0 | 1,50 кВт | 24,0 кВт·ч | 720 кВт·ч | 3 600 руб |
| Инвертор + ночной тариф | 5,0 | 1,50 кВт | 16 ч (ночь) | 720 кВт·ч | 1 325 руб |
Разница между on/off и инвертором — ~2 000 руб/мес, а с ночным тарифом экономия достигает 4 300 руб/мес. За сезон (май-сентябрь) инвертор на ночном тарифе экономит более 20 000 рублей. В Москве и Подмосковье, где тариф «день» составляет 5,93 руб/кВт·ч, а «ночь» — 1,84 руб/кВт·ч, разница особенно ощутима.
On/Off против инвертора: почему 40% экономии — это реальность
Классический on/off тепловой насос работает по принципу «включился на полную мощность — нагрел — выключился». При каждом пуске компрессор потребляет пусковой ток в 3-5 раз выше номинального. За сутки таких циклов может быть 20-40, и каждый «съедает» лишнюю энергию.
Инверторный ТН плавно регулирует обороты компрессора. При выходе на заданную температуру он не отключается, а переходит на 20-30% мощности — ровно столько, чтобы компенсировать текущие теплопотери. Нет пусковых токов, нет перерасхода на разгон компрессора. Это даёт 30-40% экономии по сравнению с on/off при одинаковом COP в спецификации.
| Параметр | On/Off ТН | Инверторный ТН |
|---|---|---|
| Регулировка мощности | 0% или 100% | 20-100% плавно |
| Пусковой ток | 3-5× номинала | 1,1× номинала (плавный старт) |
| Циклов включения/выключения в сутки | 20-40 | 2-5 (модуляция) |
| Работа при t ниже +5°C | Резкое падение COP, обмерзание | EVI-компрессор, автооттайка |
| Уровень шума | 52-62 дБ (пиковый) | 38-48 дБ (постоянный фон) |
| Срок службы компрессора | 8-10 лет | 12-15 лет |
Обзор инверторных моделей: PAT WE-09, Aquaviva F-Inver/F-X20, Fairland X20/IPHCR
Pushing Air Tech WE-09 EVI Turbo Inverter — бюджетный вход в инвертор
PAT WE-09 — самый доступный инверторный ТН на рынке: 9 кВт тепловой мощности за 110 188 руб при COP до 5,5. Модель оснащена EVI-компрессором (впрыск пара) и стабильно работает при -7°C. Для бассейна 20-30 м³ в Московской области — оптимальное решение начального уровня.
Питание 220 В, однофазное — не требует трёхфазного ввода. Уровень шума 42-48 дБ, что сопоставимо с работой современного холодильника. Встроенный контроллер поддерживает подключение внешнего термостата и таймера.
Aquaviva F-Inver AVTXI36 — золотая середина
Модель на 13,5 кВт с WiFi-управлением через приложение. COP 5,5-6,5 при +15°C. Работает до -15°C — можно греть бассейн в апреле и октябре в Подмосковье. Встроенный режим «тепло/холод» позволяет использовать ТН для охлаждения воды в жару. Рассчитан на бассейны 30-60 м³.
Цена 192 280 руб — на 74% дороже PAT WE-09, но и мощность выше на 50%, плюс WiFi и работа до -15°C. Для чаши 40-50 м³ это наиболее сбалансированный выбор по соотношению цена/возможности.
Aquaviva F-X20 AVX20-14C — всепогодный флагман
14 кВт, COP до 7, работает при -20°C. Технология Full Inverter с DC-компрессором и DC-вентилятором минимизирует потребление на частичных нагрузках. WiFi, «тепло/холод», тихий ночной режим 35 дБ. Цена 227 894 руб — премиум-сегмент, но для бассейна 40-65 м³ с продлённым сезоном (апрель-октябрь) окупается за счёт круглогодичного COP 5+.
Fairland X20-26 — мощность для больших объёмов
26,5 кВт тепловой мощности — решение для бассейнов 60-110 м³. COP 5,5-7,0, работа при -20°C. Турбо-режим для быстрого первоначального нагрева (30 часов с 15°C до 28°C для 80 м³). Цена 360 055 руб оправдана для коммерческих бассейнов и больших частных чаш.
Fairland IPHCR100T — промышленный класс
35,8 кВт, предназначен для общественных бассейнов и СПА-комплексов. Полный инвертор с COP 5-6. Трёхфазное питание 380 В, встроенная защита от замерзания, автоматическая оттайка. За 397 823 руб — готовое решение для бассейна 100-150 м³.
Сколько стоит эксплуатация: полный расчёт за сезон
Сведём все цифры в единую картину. Бассейн 40 м³, сезон май-сентябрь (5 месяцев), средний тариф 5 руб/кВт·ч (день) или ночной 1,84 руб/кВт·ч. ТН работает в среднем 16 ч/сутки.
| Модель | Тип | Средний COP | кВт·ч/мес | Руб/мес (день) | Руб/сезон | С ночным тарифом |
|---|---|---|---|---|---|---|
| PAT WE-09 | Инвертор | 4,8 | 750 | 3 750 | 18 750 | 6 900 |
| Aquaviva F-Inver AVTXI36 | Инвертор | 5,5 | 655 | 3 275 | 16 375 | 6 025 |
| Aquaviva F-X20 AVX20-14C | Инвертор | 5,8 | 620 | 3 100 | 15 500 | 5 705 |
| Fairland X20-26 | Инвертор | 5,8 | 620 | 3 100 | 15 500 | 5 705 |
| Fairland IPHCR100T | Инвертор | 5,5 | 655 | 3 275 | 16 375 | 6 025 |
| On/Off аналог (9-14 кВт) | On/Off | 3,2 | 1 125 | 5 625 | 28 125 | — |
Как сэкономить на электричестве: ночной тариф, таймер, панель Toscano
Самый эффективный способ сократить счёт за электричество — перенести работу теплового насоса на ночной тариф. Ночью вода остывает медленнее (нет солнца — нет испарения), а тариф в Москве падает с 5,93 до 1,84 руб/кВт·ч. Разница в 3,2 раза.
Для автоматизации понадобится панель управления с таймером — например, Toscano ECO-POOL-230-D за 26 428 руб. Она включает ТН в 23:00 и выключает в 07:00. За 8 ночных часов ТН нагоняет температуру до комфортных +26...+28°C, а днём теплопотери компенсируются накопленным теплом (вода обладает огромной теплоёмкостью: 1,16 кВт·ч на каждый градус для 1 м³).
| Сценарий | Расход кВт·ч/сезон | Затраты руб/сезон | Экономия к базе |
|---|---|---|---|
| On/Off ТН, день | 5 625 | 28 125 | — |
| Инвертор, день | 3 750 | 18 750 | 9 375 руб (33%) |
| Инвертор + ночной тариф | 3 750 | 6 900 | 21 225 руб (75%) |
| Инвертор + ночной тариф + покрывало | 2 250 | 4 140 | 23 985 руб (85%) |
Панель Toscano ECO-POOL-230-D управляет не только ТН, но и циркуляционным насосом — можно синхронизировать их работу в ночные часы. Дополнительный плюс: защита от сухого хода, контроль перегрева, автоматический перезапуск после сбоя питания. Подключение — стандартный DIN-щиток, монтаж занимает 1-2 часа.
Товары из каталога Kupi-Bassein.ru
Подобрали инверторные тепловые насосы и панель управления для эффективного и экономичного подогрева воды. Все модели проверены на реальных объектах в Москве и Московской области.
FAQ: частые вопросы о расходе электроэнергии тепловым насосом
Инверторный ТН на бассейн 40 м³ потребляет 620-750 кВт·ч в месяц при средней температуре воздуха +15...+18°C. В рублях по дневному тарифу (5 руб/кВт·ч) — 3 100-3 750 руб/мес. По ночному тарифу (1,84 руб/кВт·ч в Москве) — 1 140-1 380 руб/мес. On/Off-модель аналогичной мощности потянет 1 000-1 125 кВт·ч/мес.
Тепловой насос выгоднее в 4-7 раз. Электронагреватель имеет COP=1 (1 кВт электричества = 1 кВт тепла). ТН с COP=5 даёт 5 кВт тепла на 1 кВт электричества. При одинаковой тепловой мощности 9 кВт электронагреватель потянет 9 кВт·ч постоянно, а ТН — 1,5-1,8 кВт·ч. Разница в месяц: 4 320 кВт·ч у нагревателя против 750 кВт·ч у ТН. Экономия — 17 850 руб/мес.
Инверторные модели с EVI-компрессором работают до -15...-20°C. Aquaviva F-X20 и Fairland X20-26 сохраняют COP 3-4 даже при -10°C. Обычные on/off-модели останавливаются при +5°C из-за обмерзания испарителя. Для Московской области, где в апреле и октябре ночная температура опускается до 0...-3°C, инвертор критически важен для продления сезона.
Да, окупается за 2-3 сезона. Разница в цене on/off и инвертора ~30 000-50 000 руб. Экономия на электричестве — 9 000-12 000 руб/сезон. Плюс инвертор служит на 3-5 лет дольше (ресурс компрессора 12-15 лет против 8-10 у on/off). При использовании ночного тарифа окупаемость сокращается до 1,5 сезонов.
Нужна панель управления с таймером (Toscano ECO-POOL-230-D, 26 428 руб) или WiFi-контроллер. Панель программируется на включение ТН и циркуляционного насоса в 23:00 и выключение в 07:00. За 8 ночных часов ТН поднимает температуру на 2-3°C. Днём вода держит тепло за счёт теплоёмкости (1,16 кВт·ч/м³ на градус). Второй вариант — умная розетка с таймером, но она не синхронизирует циркуляционный насос, что менее эффективно.
Оптимальный выбор — Aquaviva F-Inver AVTXI36 (13,5 кВт, 192 280 руб) или F-X20 AVX20-14C (14 кВт, 227 894 руб). Обе модели работают до -15...-20°C и обеспечивают комфортную температуру с мая по октябрь. Для экономии бюджета — PAT WE-09 (9 кВт, 110 188 руб), но он справится только до +24...+26°C и остановится при -7°C. Рекомендуем добавить панель Toscano с таймером для ночного режима — окупается за месяц.
Да, на зиму ТН необходимо законсервировать: слить воду из теплообменника (чтобы не разорвало льдом), отключить питание, накрыть защитным чехлом. Инверторные модели имеют встроенный режим антизамерзания — при падении температуры внутри корпуса ниже +4°C автоматически включается подогрев компрессорного отсека. Но при полной консервации бассейна на зиму питание ТН всё равно отключают.