Современные системы теплообеспечения приобретают все большую популярность. Среди них самыми эффективными являются тепловые насосы - актуальные источники тепла, которые за последние десятилетия закрепили за собой статус совершенных энергоэффективных и экологических систем, работающих на отопление, кондиционирование воздуха и даже на нагрев воды.
Вы будете меньше платить за отопление, используя именно тепловой насос, ведь он способен экономить примерно 15-30 тысячах гривен за отопительный сезон. И это не просто слова, давайте рассмотрим применение ТН на примере двух объектов: первый - нежилой (офис), второй - жилой дом.
1. Отопление офиса 212 м2
1.1 Описание объекта
Начнем с офиса. Характеристики помещения - площадь 212 кв. м, находится на первом этаже 25 этажного дома в городе Киеве, второй этаж отапливается, подвал не отапливается. Установленный источник отопления тепловой насос DAIKIN Altherma мощностью 11 кВт, в офисе предусмотрена радиаторная система отопления. Температура теплоносителя в радиаторах не превышает 55°С. Система работает три года. Теплопотери по помещению составляют около 52 Вт на м2. Расчетная температура в помещении - не более 21°С.
Для примера этот офис можно было отапливать следующими методами:
- Электрический котел - расчетная мощность не менее 11 кВт/ч.
- Газовый котел - расчетная мощность не менее 11 кВт/ч. Это теоретический вариант, поскольку в нашем случае к дому газ не подведен.
- Центральное отопление - идеальный вариант при установке счетчика тепла.
- Децентрализованное электрическое отопление (т.е. электрические конвекторы или керамические панели).
Итак, почему был выбран самый дорогой вариант? Ответ прост - это единственный источник отопления, который будет каждый год экономить денежные средства. И тепловой насос, несмотря на его тепловую мощность, в своем пике потребляет электроэнергии не более 4 кВт/ч. К примеру электрический котел будет потреблять в пике 11 кВт/ч. То же самое касается и децентрализованного электрического отопления. Следует отметить, что тепловой насос оснащен резервным электрическим нагревателем, который подключается только в случае, когда на улице критические минусовые температуры ниже минус 25°С. В нашем случае резервный нагревательный элемент не подключен, поскольку мощности теплового насоса хватает, а температуры ниже чем -25°С в г.Киеве бывают не часто, если не сказать совсем редко.
1.2 Сравнение использования теплового насоса с другими источниками отопления
1.2.1 Сравнение использования теплового насоса и электрокотла
На рис. 1 изображены графики срока окупаемости систем теплоснабжения для офисных помещений нежилого назначения на базе ТН по сравнению с индивидуальным отоплением на базе электрокотла.
Рисунок 1. Срок окупаемости систем теплоснабжения на базе ТН по сравнению с отоплением на базе электрокотла
Как можно видеть на графике, оранжевая кривая отображает прогнозирование затрат на систему с тепловым насосом. График начинается не с нулевой точки отсчета, потому что в нем заложена базовая стоимость теплонасосной установки. Также, если мы сравниваем оборудование для новых систем, то целесообразно также закладывать кривую, описывающую прогнозирование затрат на электрический котлоагрегат с учетом базовой стоимости котельного агрегата. При расчете был взят котел Bosch Tronic Heat 3500 12 UA ErP стоимостью 23490,00* грн.
Как видно из графика окупаемости, уже с 8 года эксплуатации тепловой насос полностью окупит затраты, которые были осуществлены на его приобретение. Для большей наглядности ниже приведена стоимость отопления тепловым насосом за отопительный сезон, а также стоимость отопления электрическим котлом за отопительный сезон.
Тепловой насос: стоимость отопления за отопительный сезон - 15817,50* грн.
Электрический котел: стоимость отопления за отопительный сезон - 38964,40* грн.
Итак, благодаря использованию теплового насоса, мы будем экономить за каждый отопительный сезон не менее - 23146,90* грн.
1.2.2 Сравнение использования теплового насоса и газового котла
На рис. 2 изображены графики срока окупаемости систем теплоснабжения для офисных помещений нежилого назначения на базе ТН по сравнению с индивидуальным отоплением на базе газового котла.
Рисунок 2. Срок окупаемости систем теплоснабжения на базе ТН по сравнению с отоплением на базе газового котла (учтены стоимости самого основного оборудования)
Как вариант котлоагрегата был взят Bosch Condens 7000i W GC7000iW 24 P 23 стоимостью 55214,00* грн. На текущее время некоторым может показаться, что в сравнении с газовым котлом тепловой насос не является рентабельным, но это не так. Газ - очень политизированное топливо, которое может менять (да и меняет) свою цену несколько раз за время года. Таким образом, было бы как можно меньше не предусмотрительно рассчитывать на него. Поэтому, как показала практика и история, окупаемость ТН по сравнению с газом может колебаться в достаточно широком диапазоне, но очевидный курс на подорожание этого топлива наблюдается уже давно.
Также важным моментом является то, что создание газовых проектов имеет большие риски коррупционной составляющей, что делает прогнозирование окупаемости при использовании газа достаточно тяжелым, а внешний вид графика зависит от очень большого ряда факторов.
Как уже отмечалось выше, в нашем случае газовый котел установить было невозможно, поскольку к дому не подведен газ и не будет подведен, ведь это невозможно в соответствии с действующими нормами. Но мы все же сравниваем эти два источника отопления, так как в других случаях подключение газа может быть осуществлено. Для наглядности также указываем стоимость отопления за отопительный сезон тепловым насосом и газовым котлом.
Тепловой насос: стоимость отопления за отопительный сезон - 15817,50* грн.
Газовый котел: стоимость отопления за отопительный сезон - 35259,51* грн.
Как мы видим, тепловым насосом отапливаться дешевле в два раза. Минусы отопления газом мы отмечали выше. Потому, что выбрать: газ или электрическое отопление тепловым насосом - это выбор каждого. Наша задача предоставить вам достоверную информацию для осуществления выбора.
1.2.3 Сравнение использования теплового насоса и центрального отопления
На рис. 3 изображены графики срока окупаемости систем теплоснабжения для офисных помещений нежилого назначения на базе ТН по сравнению с отоплением центральной системой отопления.
Рисунок 3. Срок окупаемости систем теплоснабжения на базе ТН по сравнению с центральным отоплением
Ну и третий вид отопления, который кстати возможен в нашем случае - это центральное отопление. Здесь также указываем вам данные стоимости отопления за отопительный сезон тепловым насосом и центральным отоплением.
Тепловой насос: стоимость отопления за отопительный сезон - 15817,50* грн.
Центральное отопление: стоимость отопления за отопительный сезон - 32668,97* грн.
То есть каждый год владелец теплового насоса будет экономить 16851,47* грн. Как видно из графика окупаемость наступает примерно через 10 лет.
1.2.4 Вывод
Так почему, как правило, собственники офисов отдают предпочтение индивидуальному электрическому отоплению (даже если это электрокотел), а не подключаются к центральному. Все очень просто, центральное отопление для нежилых помещений может стоить сколько угодно, уже были случаи когда оно подорожало в разы по отношению к предыдущим сезонам. И если подключить центральное отопление, то отключить его достаточно сложно. Поэтому подавляющее большинство владельцев офисов просто не подключают центральное отопление, а пользуются или электрическими котлами или электрическими конвекторами, или керамическими панелями. Также популярным решением является отопление инверторными кондиционерами (следует отметить, что такое оборудование также считается тепловым насосом типа "воздух-воздух").
2. Отопление частного дома 400 м2
2.1 Особенность объекта
В этой - второй части показан технико-экономический расчет теплового насоса для индивидуального дома на базе теплового насоса мощностью 8 кВт.
В частных хозяйствах возможно применение специального тарифа на электроотопление с большой квотой дешевой энергии, что позволяет уменьшить расходы на электроэнергию добиваясь, в таком случае, меньших сроков окупаемости. Также возможно использование двухзонного счетчика, который позволяет потреблять электрическую энергию по разным ценам в зависимости от того, когда будет потребление (днем или ночью).
2.2 Сравнение использования теплового насоса с другими источниками отопления
2.2.1 Сравнение использования теплового насоса и электрокотла
Рисунок 4. График сравнения использования теплового насоса и электрокотла
2.2.2 Сравнение использования теплового насоса и газового котла
Рисунок 5. График сравнения использования теплового насоса и газового котла
2.2.3 Сравнение использования теплового насоса и центрального отопления
Рисунок 6. График сравнения использования теплового насоса и центрального отопления
2.2.4 Сравнение использования теплового насоса с другими вариантами для подготовки горячей воды
Также, тепловые насосы можно использовать не только для отопления, а еще и для подготовки горячей воды. Как можно видеть из приведенных ниже графиков, подготовка горячей воды на базе ТН получается наиболее дешевым из всех приведенных.
Рисунок 7. График сравнения использования теплового насоса с другими вариантами для подготовки горячей воды
2.2.5 Вывод
Таким образом, как можно видеть из вышеприведенных графиков и объяснений, тепловой насос является современным, экологичным и экономичным источником энергии. Благодаря использованию парокомпрессионного цикла, в теплонасосных установках возможно генерировать намного (в 3-4 раза) больше энергии, чем будет потреблено из сети.
При текущих тарифах тепловые насосы бытового класса уже имеют окупаемость около 5-6 отопительных периодов. Не является большой тайной то, что в дальнейшем цены на первичные энергоресурсы (газ, уголь, нефть, электрическая энергия) будут только повышаться. Исходя из этого, можно вполне откровенно назвать тепловой насос одним из лучших источников выработки теплоты для электрифицированных районов.
* Цены актуальны на момент написания статьи (февраль 2021 года).
