Горячая вода от теплового насоса Gree Versati: бойлер, уставка и приоритет ГВС

Семь утра, трое в доме по очереди идут в душ. За полчаса через лейки проходит почти двести литров тёплой воды, и запас горячей воды в баке сокращается. Если одновременно нужны отопление и горячая вода, дальнейшая работа теплового насоса Gree Versati IV зависит от приоритета в контроллере. При приоритете горячей воды он направляет воду своего контура через змеевик бака, и змеевик передаёт тепло питьевой воде. При приоритете отопления насос продолжает греть дом, а запас восстанавливает электронагреватель бака. Хватит ли воды третьему человеку, сколько продлится нагрев бака и что в это время происходит с тёплым полом, решают объём бака, его уставка и выбранный приоритет. Предельные 80 °C из характеристик здесь решают меньше, чем кажется: важнее, сколько воды бак отдаёт за пик и как быстро набирает тепло снова.

Разбираем цикл на моноблоке GRS-CQ10Pd/NhG3-E: это актуальная модель линейки Versati IV Monobloc с хладагентом R32 и встроенным электронагревателем контура отопления. В нашем ассортименте есть она и меньший GRS-CQ8.0Pd/NhG3-E того же поколения. Как подобрать сам насос под теплопотери и резерв на мороз, мы рассказали в статье о морозах и резервном источнике тепла; этот материал посвящён только горячей воде.

Сколько воды отдаёт бак за утренний пик

Бак хранит запас тепла. Из крана выходит горячая вода из бака, разбавленная холодной из водопровода, поэтому запас считают в литрах смешанной воды:

V₄₀ = V_бака × (T_бака − T_хол) / (40 − T_хол). Температуры подставляют в градусах Цельсия, объёмы — в литрах.

Условный сценарий: три душа подряд по 8 минут, лейка пропускает 8 л/мин, вода в смесителе 40 °C, холодная вода 10 °C, бак перед пиком полностью заряжен, нагрев во время душей не учитываем. Получается 3 × 8 × 8 = 192 л смешанной воды; из бака с температурой 50 °C на неё уходит 144 л. Подставим три типовых объёма:

Расчёт идеализирован: холодная вода, входящая снизу, частично перемешивается с горячей, бак теряет тепло через стенки, и последние литры приходят прохладнее. У бака на 150 л расчётный остаток всего 8 л, и перемешивание легко его съест. У бака на 200 л остаётся около 75 л. Если зимой температура холодной воды ниже принятых в примере 10 °C, запас смешанной воды сокращается. Объём мы советуем считать по своему пику: сколько человек моются подряд, сколько минут и с какой лейкой. Расход лейки легко замерить ведром и секундомером.

Как долго восстанавливается бак и сколько ждёт отопление

После пика баку нужно вернуть отданное тепло. Для сценария выше это Q = 192 л × 30 К × 1,163 Вт·ч/(л·К) ≈ 6,7 кВт·ч. Время восстановления равно этой энергии, делённой на мощность нагрева бака.

• Номинальные 10,2 кВт GRS-CQ10Pd/NhG3-E относятся к воде 30/35 °C и наружному воздуху +7 °C. С такой мощностью 6,7 кВт·ч набрались бы примерно за 40 минут. Это ориентир расчёта. Реальное время зарядки определяют теплоотдача змеевика и мощность насоса при нужной температуре подачи и текущей наружной температуре.
• Если бак греет только его электронагреватель, время считают по его мощности: условный ТЭН 3 кВт вернёт те же 6,7 кВт·ч примерно за 2 часа 15 минут, и каждый киловатт-час будет оплачен как прямой электронагрев.

Какой из этих вариантов работает утром, задаёт приоритет в контроллере. Когда одновременно нужны отопление и горячая вода, Versati IV по умолчанию отдаёт насос отоплению, а бак в это время греет только его электронагреватель. Если приоритет переключить на горячую воду, насос сначала заряжает бак и лишь потом возвращается к отоплению. Трёхходовой клапан направляет поток либо в контур отопления, либо в змеевик бака, поэтому на время зарядки подача теплоносителя в тёплый пол прекращается.

Для дома с тёплым полом в массивной стяжке рекомендуем рассмотреть приоритет горячей воды: тепловая инерция стяжки помогает пережить паузу отопления, и бак при этом заряжает насос. Длительность паузы сверяем с расчётным временем зарядки и теплопотерями дома. Лёгкие радиаторы и фанкойлы остывают быстрее: для них отдельно оценивают, какую паузу отопления дом выдержит.

Для редких дней с гостями есть режим быстрой горячей воды: бак одновременно греют насос и электронагреватель бака.

Температура подачи, уставка бака и предел 80 °C

Эти три температуры относятся к разным условиям работы.

Температура подачи в режиме горячего водоснабжения (ГВС) — с какой температурой вода из моноблока идёт в змеевик. Компрессор поднимает её до 55 °C при наружном воздухе от −10 до +45 °C. От −10 до −25 °C предел снижается до 45 °C. Рабочий диапазон режима ГВС по наружному воздуху — от −25 до +45 °C; в более сильный мороз бак греет его электронагреватель.

Уставка бака — температура, которую контроллер держит по датчику бака. Чтобы змеевик передавал тепло, вода в нём должна быть горячее воды в баке. Поэтому уставка 50 °C для насоса реальна в межсезонье при подходящем змеевике, а при −20 °C, когда предел подачи по графику около 48 °C, бак догревает электронагреватель.

Верхний предел 80 °C относится к нагреву с электронагревателем бака.

Отсюда развилка для выбора: запас горячей воды можно набрать объёмом бака или градусами уставки. Повышение уставки с 50 до 60 °C добавляет баку на 200 л около 67 л смешанной воды, но градусы выше возможностей компрессора добирает ТЭН с COP, равным единице. При подборе сравниваем два варианта: больший бак с уставкой в пределах насоса и меньший бак с электрическим догревом. Для этого нужны стоимость баков, полезный запас воды, теплопотери хранения и затраты на нагрев.

Для бака предусмотрен режим дезинфекции: в заданное время контроллер нагревает воду до установленной температуры и завершает режим, когда она достигнута. Температуру и периодичность задают при пусконаладке по требованиям к системе ГВС объекта; где их выставить, зависит от меню конкретного контроллера. Если уставка дезинфекции выше 55 °C, её набирает электронагреватель бака.

Что согласовать до покупки бака

Бак к моноблоку подбирают отдельно, и его комплектация определяет, заработает ли схема так, как описано выше.

• Змеевик. Тепло от контура насоса передаётся воде ГВС через змеевик бака. Мощность змеевика запрашивают при температуре подачи 50–55 °C, заданной температуре бака и расходе теплоносителя насоса, а не при 70–80 °C котловой воды. Ближе к концу зарядки разница температур подачи и бака мала, и змеевик передаёт меньше тепла. Змеевик с малой мощностью в этих условиях превратит 10 кВт насоса в медленную зарядку.
• Электронагреватель в баке. Он обязателен: в сильный мороз именно ТЭН добирает уставку, работает в аварийном режиме и при приоритете отопления. Им управляет моноблок, у которого предусмотрен отдельный выход и контроль залипания контактора нагревателя бака.
• Датчик температуры бака. Его подключают к плате моноблока; по нему контроллер решает, когда переключаться на ГВС.
• Трёхходовой клапан. Привод на 230 В направляет поток в отопление или в змеевик бака. Исполнение привода и подключение должны соответствовать схеме моноблока; клапан поставляется отдельно.
• Расход через моноблок. В схеме с тёплым полом у коллектора ставят перепускной клапан, чтобы через моноблок шёл нужный ему расход, когда петли закрыты.
• Настройка «бак установлен». Если бак есть, а в контроллере он не включён, функции бака не работают, вместо температуры отображается −30 °C, и бак остаётся без защиты от замерзания в холодном помещении.

Если в доме остаётся котёл, его подключают как второй источник тепла: моноблок включает его выходом 230 В. Порог по наружной температуре и логику включения выбирают при пусконаладке. На схеме Gree котёл стоит до трёхходового клапана и может греть и отопление, и бак. Дополнительный проточный электронагреватель, который ставят последовательно с моноблоком, работает только на отопление; вместе с котлом его не устанавливают¹. Встроенный нагреватель исполнения G3 тоже относится к контуру отопления, а горячую воду в аварийном режиме греет ТЭН бака.

С какими данными приходить на подбор

Чтобы мы подобрали бак и настройки к Versati IV, пригодятся:

1. сценарий пика: сколько человек моются подряд, утром или вечером, время душа и расход лейки, есть ли ванна;
2. температура холодной воды зимой (скважина или водопровод);
3. тип отопления: тёплый пол в стяжке, радиаторы или фанкойлы, и расчётная температура подачи²;
4. есть ли котёл, который останется вторым источником;
5. требования к температуре и периодичности дезинфекции, если они заданы проектом.

По этим данным сравниваем полезный запас баков разного объёма, мощность змеевика в условиях зарядки и время восстановления, затем выбираем приоритет и подходящее исполнение из раздела тепловых насосов.