Аква терм
A-T mos18
HP17conf

Отопление с тепловым насосом

Тепловые насосы – один из перспективных мировых трендов развития систем отопления. Их принципиальная особенность – забор низкопотенциального тепла из внешнего источника, обычно природной среды, перевод на новый высокопотенциальный уровень и отдача тепла либо теплоносителю системы отопления, либо непосредственно воздуху обогреваемого помещения. В соответствии с тем, из какой среды поступает тепло и какой среде передается, тепловые насосы разделяют на типы – «воздух–вода», «воздух–воздух», «грунт–воздух», «грунт–вода», «вода–вода», «вода–воздух».

В России теплононасосные установки появились относительно недавно, и продвижение их на отечественном рынке сталкивалось, да и сталкивается сегодня, с ощутимыми трудностями. Определить перспективы применения тепловых насосов в РФ мы пригласили специалистов компаний, последовательно продвигающих этот тип оборудования на российском рынке.

В круглом столе приняли участие:

Нина Горшкова, ведущий инженер направления «Тепловые насосы» компании ООО «Данфосс» – Н. Горшкова.

Алексей Кузьмин, руководитель отдела энергосберегающих технологий NIBE (АО «ЭВАН») – А. Кузьмин.

Алексей Максименко, инженер по техническим инновациям, «Техническая академия Ariston» – А. Максименко.

Андрей Недилько, инженер по промышленному сервису ООО «Виссманн» – А. Недилько.

Михаил Чугунов,  специалист по продуктам «Вайлант Груп Рус» – М. Чугунов.

А. Т.: Какой тип теплового насоса («земля–вода», «вода–вода», «воздух–вода», «воздух–воздух») наиболее предпочтителен для использования в системе отопления на территории РФ? Связан ли выбор типа теплового насоса с регионом?

А. Максименко: На наш взгляд, подтвержденный опытом итальянских коллег, наиболее целесообразно применение тепловых насосов «воздух–вода» по следующим причинам:

а) простота и невысокая стоимость установки. При монтаже тепловых насосов «воздух–вода» не требуется спецоборудования, нет необходимости в глубоком бурении и получении дополнительных разрешений;

б) тепловые насосы типа «воздух–вода» не «вымораживают» грунт при длительном использовании, в отличие от их типа «земля–вода» без периода релаксации с нарушением экологии;

г)  тепловые насосы типа «воздух–вода» не требуют применения промежуточных теплоносителей, в то время как для обеспечения работы грунтовых тепловых насосов зачастую необходимы так называемые «рассолы», снижающие общий КПД установки и усложняющие ее конструкцию;

б) для работы тепловых насосов используется безопасный для окружающей среды хладагент R410A;

д) тепловые насосы типа «воздух–вода» имеют очень высокую эффективность при работе в межсезонье, в энергосберегающих домах с системами теплый пол;

е) модели тепловых насосов «воздух–вода» с реверсивным циклом могут работать на охлаждение, снижая тем самым количество инженерных систем в доме.

Учитывая, что тепловые насосы «воздух–вода» могут работать при отрицательных температурах до -20˚ С с незначительным снижением мощности, их эксплуатация возможна на большей части регионов РФ.

М. Чугунов: Еще 5–7 лет назад основная доля продаж тепловых насосов приходилась на установки «земля–вода». Второе место занимали насосы «воздух–вода». Доля установок «вода–вода» была и остается невелика. Однако четкой тенденцией последних 2–3 лет является опережающий рост доли тепловых насосов «воздух–вода». И это вполне закономерно – при затратах на установку на 35–40 % дешевле, чем для геотермальных моделей, срок окупаемости установки с воздушным тепловым насосом ощутимо ниже.

Использование тепловых насосов «воздух–вода» в качестве моновалентной установки для отопления и ГВС возможно, пожалуй, лишь в южных регионах. На остальной территории РФ правильнее применять их в бивалентных схемах для отопления до определенной точки – например, до -15…-10 0С, а далее используется традиционный источник тепла. Геотермальные тепловые насосы могут применяться в любом регионе РФ как основной источник тепла.

А. Кузьмин: Лидерство пока остается за геотермальными тепловыми насосами в силу неснижаемой мощности в зимнее время и высоких показателей эффективности кондиционирования. Однако тепловые насосы «воздух–вода» уверенно завоевывают все большую долю рынка и спрос на них более динамичен, чем на геотермальные тепловые насосы. На сегодняшний день ограничения в использовании тепловых насосов «воздух–вода» связаны с пороговой точкой работы  -25 ºС (чем ниже температура воздуха, тем меньше мощность насоса), а также с возникающими у многих трудностями при расчете тепла, производимого тепловым насосом. Кстати, мы в подборе «воздушника» используем программу моделирования поведения теплового насоса в течение всего отопительного периода с точными данными выдачи тепла и затрат электроэнергии за каждую минуту этого периода. Это также нужно для правильного выбора дополнительного источника тепла, который пока необходим для каждого проекта с тепловым насосом «воздух–вода». Хотя по факту, участие этого дополнительного источника тепла занимает 5­–15 % объема общей тепловой энергии за отопительный сезон. Сейчас ведутся разработки машин с рабочей точкой до -32 ºС, и это будет прорывом в области технологии тепловых насосов «воздух–вода», следствием которого станет увеличение их доли на рынке.

А. Т.: Какова сегодня рыночная ниша тепловых насосов в РФ? Кто становится их основным потребителем?

А. Кузьмин: Сегодня это чаще владельцы частного домостроения внегородской черты (вне досягаемости центрального отопления) с лимитом электроэнергии по мощности и ограниченной возможностью подключения магистрального газа (или случаи, когда требуются инвестиции более 200 тыс. рублей). Реже – малые и средние коммерческие предприятия, также в загородной черте и с теми же проблемами, в том числе, с газом – высокая стоимость подключения и необходимость мероприятий по технадзору.

Н. Горшкова: Тепловые насосы оказываются интересны не только для установки в коттеджах, но и на промышленных, социальных объектах, заводах. Наши покупатели очень разные люди, с разным достатком и историями. В основном это энтузиасты, интересующиеся новыми технологиями, открытые к новому. Те, кто видел подобные установки за рубежом и готов рассмотреть альтернативу традиционным источникам. Во многих случаях тепловой насос становится целесообразной альтернативой там, где существуют проблемы с подключением газа (большой срок или большая стоимость подключения магистрального газа, сопоставимая со стоимостью установки геотермального теплового насоса), или вообще нет возможности его подключить.

А. Недилько: Тепловые насосы – замечательная альтернатива традиционным котлам отопления. К основным достоинствам такого оборудования стоит отнести экологичность, надежность, экономичность, простоту в эксплуатации. Но, как всегда, любая система имеет и отрицательные стороны: капитальные затраты при установке теплового насоса в разы больше, чем при установке котла, причем любого – и газового, и дизельного, и твердотопливного.

Правильно собранная система способна выдавать коэффициент преобразования до 4,5, а стоимость 1 кВт·ч тепловой энергии составит порядка 1 руб.

У газовых котлов стоимость 1 кВт·ч тепла стоит порядка 60 коп., так что при наличии магистрального газа смысла устанавливать тепловой насос нет.

Но если газа нет и не предвидится? Определенно, тепловой насос окажется золотой серединой. Ведь стоимость 1 кВт·ч тепла теплового насоса всегда ниже, чем у котлов, работающих на сжиженном газе, дизельном топливе или твердом топливе. К особым преимуществом перед такими системами стоит отнести автономность работы, когда нет необходимости следить за количеством остатков топлива.

Основными потребителями тепловых насосов все же остаются обеспеченные люди, дома которых не подключены к магистральному природному газу, у которых стоит задача построить эффективную систему отопления. Особенно это касается геотермальных тепловых насосов.

С воздушными тепловыми насосами – проще. Так как нет необходимости проводить большой объем земельных работ, установка их менее затратная, но есть ограничения использования их в различных климатических зонах. Такие тепловые насосы можно смело ставить там, где наружная температура не опускается ниже -15 °С.

А. Т.: В каком случае применение теплового насоса оправдано с экономической точки зрения?

А. Максименко: Применение теплового насоса оправдано с точки зрения потребителя в случае отсутствия технической возможности подключения к сетям газоснабжения, когда капитальные затраты на подключение к этим сетям превышают или равны стоимости теплового насоса, а так же при необходимости увеличения лимитов на энергопотребление для обеспечения запросов по теплоснабжению и ГВС. Например, в случае, когда стоимость подвода газа или установки газгольдера «выливается» в 200–400 тыс. рублей или увеличение лимита на электропотребление требует 150–200 тыс. рублей без учета дальнейших вложений. Эксплуатация теплового насоса обходится дешевле, при тех же капитальных затратах.

А. Кузьмин: Это всегда определяется нами в той же программе моделирования энергетического поведения теплового насоса, но уже в разделе «Экономика». Здесь находится баланс между стоимостью электротарифа (тепловой насос потребляет электроэнергию) и источником тепла, с которым проводит сравнение заказчик (к примеру, центральное отопление или дизельный котел). Можно уверенно сказать, что при стоимости электроэнергии более 4 рублей за 1 кВт ч, тепловой насос будет эффективнее, чем электроотопление. Практически нет шансов у дизельных и угольных котлов, а также у центрального отопления при стоимости более 2500руб./Гкал. Объекты с магистральным газом, где необходимо кондиционирование от 100 кВт мощности, также экономически целесообразно оснащать отопительной системой с тепловым насосом.

М. Чугунов: Применение тепловых насосов оправдано в случаях невозможности либо высокой стоимости подведения магистрального газа (свыше 500 тыс. рублей), стоимости электрической энергии выше 4,5 рубдей за кВт*ч, а также при повышенных требованиях к экологичности и безопасности системы отопления.

А. Т.: Каковы сроки окупаемости тепловых насосов при использовании их в системах отопления в России?

А. Кузьмин: Факторы влияния будут те же, что и в предыдущем вопросе,  с поправкой, что чем крупнее объект, тем сроки короче, так как стоимость установки теплового насоса не растет прямо пропорционально площади и/или мощности отопления. Можно рассчитать, что объекты площадью 50–200 м2 имеют сроки окупаемости примерно 7–9 лет (за исключением случаев с использованием дорогого альтернативного источника тепла, как, например, дизельный котел),  объекты площадью 500 м2 окупятся за 5–7 лет , 700–1500 м2 – за 3–4 года. Отдельно  стоят по срокам окупаемости  АЗС и водоканалы в силу тарифов и источников тепла с высоким потенциалом: здесь сроки окупаемости  2–2,5 года являются нормой.

 А. Т.: Какое оборудование включает система отопления, созданная на базе теплового насоса?

А. Кузьмин: Как правило, это теплые полы и радиаторы. В штатной комплектации наших моделей есть встроенное интернет-подключение для контроля и управления через тепловой насос всей системой климата в доме, что, конечно, дает свободу, не требуя дополнительных вложений.

Дома с высокой степенью теплоизоляции и пассивные дома требуют принудительной вентиляции, и здесь находят применение рекуператоры. Кстати, в таких домах мы добились потрясающих показателей, используя дневной и ночной тарифы (в Москве, например, его соотношение 4,5/1,5 руб). Скоро мы опубликуем статью на эту тему, здесь сроки окупаемости уменьшились почти вдвое. Этого удалось достигнуть благодаря новым моделям геотермальных тепловых насосов с инвертером и особой логикой управления мощностью.

А. Максименко: На сегодняшний день конструкция большинства тепловых насосов «воздух–вода», производимых компанией Ariston, включает все необходимые элементы для обеспечения работы системы отопления (циркуляционные насосы, смесительные клапаны, запорную арматуру и т.д.). С учетом того что тепловые насосы могут применяться как в радиаторных системах отопления с низкотемпературным графиком «60/40», так и в системах теплый пол или их комбинациях, можно говорить о том, что система отопления, созданная на базе теплового насоса «воздух–вода», практически не отличается по своему составу от системы отопления, созданной на базе газового котла.

А. Недилько: Система отопления, создаваемая на базе теплового насоса, включает все те же элементы, что и система отопления с котлом: трубы, насосы, расширительные баки, распределительные коллекторы, радиаторы или змеевики теплого пола.

Однако при создании системы отопления с тепловым насосом необходимо учесть некоторые тонкости, чтобы она работала эффективно. Качественно сделанный проект системы отопления на базе теплового насоса поможет сэкономить немалую сумму как на капитальных затратах, так и при эксплуатации, давайте разберемся подробнее.

Тепловые насосы – довольно дорогое оборудование, и, даже если остановить свой выбор на самом дешевом варианте, стоимость обустройства первичного контура останется константой. Соответственно, первое, что нужно делать, – максимально, но разумно утеплять свой дом. Это позволит выбрать не только менее мощный тепловой насос (а значит, и дешевый), но и сэкономить на обустройстве первичного контура.

Тепловой насос – это тепловая машина, а, как известно, тепловые машины могут работать, только если имеется два внешних фактора – источник тепла и холодильник (потребитель тепла). Поэтому крайне важно правильно спроектировать гидравлику первичного (источник тепла) и вторичного (система отопления) контуров. Ошибка грозит неработоспособностью всей системы.

Тепловые насосы способны выдать температуру подающей магистрали максимум, порядка 65 °С, ограничения накладывают свойства рабочего тела. Значит, в отличие от котла, который может выдавать температуру до 95 °С, тепловые насосы должны работать с системой отопления низкотемпературного типа – с развитыми поверхностями теплоотдачи. Причем, чем ниже температура подачи, тем выше коэффициент преобразования теплового насоса. Идеальный вариант – работа теплового насоса на систему отопления типа теплый пол.

Учитывая вышеизложенное, система отопления с тепловым насосом получится надежной и относительно дешевой как в строительстве, так и в эксплуатации.

Материал из журнала "Аква-Терм", №3/2016.



Опубликовано: 14 июля 2016 г.

вернуться назад

кан
шидель новый
viessman