Сучасні системи теплозабезпечення набувають все більшої популярності. Серед них найефективнішими є теплові насоси - актуальні джерела тепла, які за останні десятиріччя закріпили за собою статус досконалих енергоефективних та екологічних систем, працюючих на опалення, кондиціонування повітря та навіть на нагрів води.
Ви будете менше платити за опалення, використовуючи саме тепловий насос, адже він здатен економити приблизно 15-30 тисячах гривень за опалювальний сезон. І це не просто слова, давайте розглянемо застосування ТН на прикладі двох об'єктів: перший — нежитловий (офіс), другий - житловий будинок.
1. Опалення офісу 212 м2
1.1 Опис об’єкта
Почнемо з офісу. Характеристики приміщення — площа 212 кв.м, знаходиться на першому поверсі 25 поверхового будинку в місті Києві, другий поверх опалюється, підвал не опалюється. Встановлене джерело опалення — тепловий насос DAIKIN Altherma потужністю 11 кВт, в офісі передбачена радіаторна система опалення. Температура теплоносія в радіаторах не перевищує 55°С. Система працює три роки. Тепловтрати по приміщенню складають близько 52 Вт на м2. Розрахункова температура в приміщенні — не більше 21°С.
Для прикладу цей офіс можна було опалювати наступними методами:
- Електричний котел — розрахункова потужність не менше 11 кВт/год.
- Газовий котел — розрахункова потужність не менше 11 кВт/год. Це теоретичний варіант, оскільки в нашому випадку до будинку газ не підведений.
- Центральне опалення — ідеальний варіант при встановленні лічильника тепла.
- Децентралізоване електричне опалення (тобто електричні конвектори або керамічні панелі).
Тож чому було обрано найдорожчий варіант? Відповідь проста — це єдине джерело опалення, яке буде кожного року економити грошові кошти. І тепловий насос, незважаючи на його теплову потужність, в своєму піці споживає електроенергії не більше 4 кВт/год. До прикладу електричний котел буде споживати в піці 11 кВт/год. Те ж саме стосується і децентралізованого електричного опалення. Слід зазначити, що тепловий насос оснащено резервним електричним нагрівачем, який підключається тільки в разі, коли на вулиці критичні мінусові температури нижче ніж мінус 25°С. В нашому випадку резервний нагрівальний елемент не підключено, оскільки потужності теплового насоса вистачає, а температури нижче ніж -25°С в м.Києві бувають не часто, якщо не сказати зовсім рідко.
1.2 Порівняння використання теплового насоса з іншими джерелами опалення
1.2.1 Порівняння використання теплового насоса та електрокотла
На рис. 1 зображено графіки строку окупності систем теплопостачання для офісних приміщень нежитлового призначення на базі ТН у порівнянні з індивідуальним опаленням на базі електрокотла.
Рисунок 1. Строк окупності систем теплопостачання на базі ТН у порівнянні з опаленням на базі електрокотла
Як можна бачити на графіку, помаранчева крива відображає прогнозування витрат на систему з тепловим насосом. Графік починається не з нульової точки відрахунку, тому що у ньому закладена базова вартість теплонасосної установки. Також, якщо ми порівнюємо обладнання для нових систем, то доцільно також закладати криву, що описує прогнозування витрат на електричний котлоагрегат з урахуванням базової вартості котельного агрегату. При розрахунку було взято котел Bosch Tronic Heat 3500 12 UA ErP вартістю 23490,00* грн.
Як видно з графіку окупності, вже з 8 року експлуатації тепловий насос повністю окупить витрати, що були здійснені на його придбання. Для більшої наглядності нижче приведена вартість опалення тепловим насосом за опалювальний сезон, а також вартість опалення електричним котлом за опалювальний сезон.
Тепловий насос: вартість опалення за опалювальний сезон — 15817,50* грн.
Електричний котел: вартість опалення за опалювальний сезон — 38964,40* грн.
Отже, дякуючи використанню теплового насоса, ми будемо економити за кожний опалювальний сезон не менше — 23146,90* грн.
1.2.2 Порівняння використання теплового насоса та газового котла
На рис. 2 зображено графіки строку окупності систем теплопостачання для офісних приміщень нежитлового призначення на базі ТН у порівнянні з індивідуальним опаленням на базі газового котла.
Рисунок 2. Строк окупності систем теплопостачання на базі ТН у порівнянні з опаленням на базі газового котла (враховані вартості самого основного обладнання)
Як варіант котлоагрегату був взят Bosch Condens 7000i W GC7000iW 24 P 23 вартістю 55214,00* грн. На поточний час декому може здатися, що у порівнянні з газовим котлом тепловий насос не є рентабельним, але це не так. Газ — дуже політизоване паливо, яке може змінювати (та й змінює) свою ціну декілька разів за пору року. Таким чином, було би якнайменш не передбачливо розраховувати на нього. Тому, як показала практика та історія, окупність ТН у порівнянні з газом може коливатися у досить широкому діапазоні, але очевидний курс на подорожчання цього палива спостерігається вже давно.
Також важливим моментом є те, що створення газових проектів має великі ризики корупційної складової, що робить прогнозування окупності при використанні газу досить важким, а зовнішній вид графіка залежить від дуже великої низки факторів.
Як вже зазначалось вище, в нашому випадку газовий котел встановити було неможливо, оскільки до будинку не підведений газ і не буде підведний, адже це не можливо відповідно до діючих норм. Але ми все ж таки порівнюємо ці два джерела опалення, так як в інших випадках підключення газу може бути здійснене. Для наглядності також вказуємо вартість опалення за опалювальний сезон тепловим насосом та газовим котлом.
Тепловий насос: вартість опалення за опалювальний сезон — 15817,50* грн.
Газовий котел: вартість опалення за опалювальний сезон — 35259,51* грн.
Як ми бачимо, тепловим насосом опалюватись дешевше в два рази. Мінуси опалення газом ми зазначали вище. Тому, що вибрати: газ чи електричне опалення тепловим насосом — це вибір кожного. Наша задача надати вам достовірну інформацію для здійснення вибору.
1.2.3 Порівняння використання теплового насоса та центрального опалення
На рис. 3 зображено графіки строку окупності систем теплопостачання для офісних приміщень нежитлового призначення на базі ТН у порівнянні з опаленням центральною системою опалення.
Рисунок 3. Строк окупності систем теплопостачання на базі ТН у порівнянні з центральним опаленням
Ну і третій вид опалення, який до речі можливий в нашому випадку — це центральне опалення. Тут також вказуємо вам дані вартості опалення за опалювальний сезон тепловим насосом та центральним опаленням.
Тепловий насос: вартість опалення за опалювальний сезон — 15817,50* грн.
Центральне опалення: вартість опалення за опалювальний сезон — 32668,97* грн.
Тобто кожного року власник теплового насоса буде економити 16851,47* грн. Як видно з графіку окупність настає приблизно через 10 років.
1.2.4 Висновок
Тож чому, як правило, власники офісів віддають перевагу індивідуальному електричному опаленню (навіть якщо це електрокотел), а не підключаються до центрального. Все дуже просто, центральне опалення для нежитлових приміщень може коштувати скільки завгодно, вже були випадки коли воно подорожчало врази до попередніх сезонів. І якщо підключити центральне опалення, то відключити його досить складно. Тому переважна більшість власників офісів просто не підключають центральне опалення, а користуються або електричними котлами, або електричними конвекторами, або керамічними панелями. Також популярним рішенням є опалення інверторними кондиціонерами (слід зазначити, що таке обладнання також вважається тепловим насосом типу “повітря-повітря”).
2. Опалення приватного будинку 400 м2
2.1 Особливість об'єкта
У цій — другій частині показано техніко-економічний розрахунок теплового насоса для індивідуального будинку на базі теплового насоса потужністю 8 кВт.
У часних господарствах можливо використання спеціального тарифа на електроопалення з великою квотою дешевої енергії, який дозволяє зменшити витрати на електроенергію домагаючись, у такому разі, меньших строків окупності. Також можливо використання двозонного лічильника, який дозволяє споживати електричну енергію за різними цінами в залежності від того, коли буде споживання (вдень чи вночі).
2.2 Порівняння використання теплового насоса з іншими джерелами опалення
2.2.1 Порівняння використання теплового насоса та електрокотла
Рисунок 4. Графік порівняння використання теплового насосу та електрокотла
2.2.2 Порівняння використання теплового насоса та газового котла
Рисунок 5. Графік порівняння використання теплового насосу та газового котла
2.2.3 Порівняння використання теплового насоса та центрального опалення
Рисунок 6. Графік порівняння використання теплового насоса та центрального опалення
2.2.4 Порівняння використання теплового насоса з іншими варіантами для підготування гарячої води
Також, теплові насоси можна використовувати не лише для опалення, а ще і для підготування гарячої води. Як можна бачити з наведених нижче графіків, підготування гарячої води на базі ТН виходить найбільш дешевим з усіх наведених.
Рисунок 7. Графік порівняння використання теплового насоса з іншими варіантами для підготування гарячої води
2.2.5 Висновок
Таким чином, як можна бачити з вищенаведених графіків та пояснень, тепловий насос є сучасним, екологічним та економічним джерелом енергії. Завдяки використанню парокомпрессійного циклу, у теплонасосних установках можливо генерувати набагато (у 3-4 рази) більше енергії, ніж буде спожито з мережі.
При поточних тарифах теплові насоси побутового класу вже мають окупність близько 5-6 опалювальних періодів. Не є великою таємницею те, що у подальшому ціни на первинні енергоресурси (газ, вугілля, нафта, електрична енергія) будуть тільки підвищуватися. Виходячи з цього, можна цілком відверто назвати тепловий насос одним з найкращих джерел продукування теплоти для електрифікованих районів.
* Ціни актуальні на момент написання статті (лютий 2021 року).
