Тепловой насос и солнечные панели: пара, которая экономит дважды

Тепловой насос и солнечная станция экономят по-разному, и эффекты складываются. Насос из каждого киловатт-часа электричества делает 3–4 кВт·ч тепла, то есть уменьшает саму потребность дома в электроэнергии. Панели закрывают часть оставшегося расхода своей выработкой. В примере ниже первая экономия составляет около 97 тысяч рублей в год, вторая — около 36 тысяч. Летом горячая вода и охлаждение идут почти целиком от солнца; в декабре и январе вклад панелей в средней полосе мал, и это нужно знать заранее.

Первая экономия: коэффициент преобразования

Тепловой насос не производит тепло, а переносит его с улицы или из грунта в дом, тратя электричество на работу компрессора. Отношение полученного тепла к затраченной электроэнергии называют коэффициентом преобразования. У современных насосов он в среднем за сезон равен 3–4. У воздушных моделей коэффициент падает в мороз: значения при разных уличных температурах приведены в паспорте, и смотреть нужно на них, а не на цифру при +7 °C. У грунтовых насосов коэффициент стабильнее, но дороже сама установка.

Возьмём дом 100 м² в Подмосковье: 15 000 кВт·ч тепла в год на отопление и горячая вода на семью. На воду: 150 литров в сутки, нагрев на 35 °C — это 150 × 35 × 1,163 ≈ 6 100 Вт·ч, или 6,1 кВт·ч тепла в день и около 2 230 кВт·ч в год. Всего 17 230 кВт·ч тепла.

Тариф 8,46 руб./кВт·ч — московский одноставочный для домов с электроотоплением с 1 октября 2026 года; в своём регионе подставьте ставку из квитанции. Коэффициент 3 взят с осторожностью: в межсезонье он выше, в сильный мороз ниже.

Вторая экономия: что добавляют панели

Теперь поставим на этот дом станцию 6 кВт. Данные PVGIS для Москвы: 973 кВт·ч в год с киловатта, наклон 41°, юг. Потребление насоса распределено по месяцам условно, как типичный отопительный сезон средней полосы; к нему прибавлены 62 кВт·ч в месяц на горячую воду и 300 кВт·ч бытового расхода.

Любопытное совпадение: за год станция 6 кВт вырабатывает столько же, сколько потребляет тепловой насос. Но совпадают только годовые итоги. Если по каждому месяцу взять меньшее из двух чисел — выработку или потребление дома, — получится 4 270 кВт·ч, которые дом действительно может принять. Это 73 % выработки и 36 100 руб. в год при тарифе 8,46. При ориентире 60 000 руб. за киловатт станция стоит около 360 000 руб., простой срок окупаемости — порядка десяти лет, без учёта продажи летних излишков. Оценка месячная и потому верхняя: внутри суток выработку ещё нужно совместить с работой приборов.

Когда насос на самом деле работает от солнца

• Горячая вода с мая по сентябрь. На 6,1 кВт·ч тепла насос тратит около 2 кВт·ч электричества в сутки. Если программа нагрева бака стоит на полдень, а не на раннее утро, вода греется собственной энергией.
• Охлаждение. Реверсивный насос летом работает как кондиционер. Потребность в холоде и выработка панелей достигают максимума в одни и те же часы, батарея для этого не нужна.
• Межсезонье. В марте, апреле, сентябре и октябре отопление нужно, а солнце уже или ещё есть. Здесь помогает тепловая инерция: днём насос греет дом и буферный бак чуть выше обычного, вечером отдыхает.

Сколько тепла можно сдвинуть во времени, легко оценить. Буферная ёмкость на 300 литров при перегреве на 10 °C запасает 300 × 10 × 1,163 ≈ 3 500 Вт·ч, то есть 3,5 кВт·ч тепла — это около 1,2 кВт·ч электричества при коэффициенте 3. Бак горячей воды на 200 литров, нагретый днём до 60 °C вместо 45 °C, даёт ещё столько же. Стяжка тёплого пола запасает значительно больше, чем оба бака.

Чтобы это происходило само, насосу нужен сигнал «есть излишек». У многих тепловых насосов есть вход внешнего управления, который поднимает уставку температуры, а у гибридных инверторов — программируемый выход, срабатывающий при избытке выработки. Совместимость конкретных моделей проверяют по документации. Как инвертор распределяет энергию, описано в статье про режимы и приоритеты.

На юге пара работает лучше

Сравним ту же станцию 6 кВт в Краснодаре. За декабрь, январь и февраль она даёт 299 + 293 + 400 = 992 кВт·ч против московских 115 + 189 + 328 = 632 кВт·ч, за год — 7 440 кВт·ч против 5 840. При этом зима мягче: дому нужно меньше тепла, а воздушный насос при температурах около нуля работает с высоким коэффициентом. Добавьте длинный сезон охлаждения, который целиком приходится на солнечные часы. На юге станция закрывает заметную часть работы насоса круглый год; в средней полосе — восемь месяцев из двенадцати. Цифры для других городов можно получить в калькуляторе выработки.

Электрическая сторона: пуск, фазы, резерв

• Пуск компрессора. Насосы с инверторным компрессором разгоняются плавно. У моделей с обычным компрессором пусковой ток в несколько раз выше рабочего; если дом должен работать от батареи при отключении сети, это определяет выбор инвертора. Подробнее — про пусковые токи.
• Фазы. Насосы большой мощности бывают трёхфазными, и тогда станция тоже должна быть трёхфазной. Разбор — в статье про выбор числа фаз.
• Встроенный ТЭН догрева. В сильный мороз насос подключает электрический нагреватель на несколько киловатт. Он работает один к одному и резко поднимает расход; на резервную линию инвертора его не заводят.
• Резерв от батареи. Насос с потреблением 2 кВт разрядит накопитель на 10 кВт·ч за четыре-пять часов. Полноценное отопление от батареи — дорогое удовольствие; обычно на резерве оставляют циркуляцию и автоматику, а тепло на время аварии даёт печь или камин.

Свой срок окупаемости удобно прикинуть в калькуляторе.

Частые вопросы

Что ставить первым — тепловой насос или панели?

Если дом сейчас греется электрокотлом, первым идёт насос: в нашем примере он экономит 97 тысяч рублей в год против 36 тысяч у станции. Панели — второй шаг, и их мощность подбирают уже под уменьшившееся потребление. Дом с прямым электрическим отоплением разобран в статье про электроотопление и станцию.

Может ли тепловой насос работать только от панелей, без сети?

Летом, с батареей и запасом по мощности инвертора — да. Зимой в средней полосе нет: в декабре станция 6 кВт даёт 115 кВт·ч за месяц при потребности насоса больше 900.

Какой мощности станцию брать под тепловой насос?

Ориентир — летнее и межсезонное потребление дома плюс то, что вы готовы продавать как излишек. Закон о микрогенерации позволяет отдавать в сеть излишки от станции до 15 кВт, но цена их покупки заметно ниже розничного тарифа.

Относится ли всё это к кондиционеру, который работает на обогрев?

Да. Кондиционер с режимом обогрева — это тепловой насос «воздух — воздух», и принцип тот же: меньше электричества на то же тепло, а днём часть этой энергии дают панели.