Тепловые насосы выгоднее чем магистральный газ. Доступный магистральный газ

Тепловые насосы выгоднее чем магистральный газ. Доступный магистральный газ

Если дом строится на участке, к которому уже подведены коммуникации (в частности, магистральный газ), домовладельцы обычно не ломают голову над проблемой выбора топлива. Современное газовое оборудование удобно с точки зрения эксплуатации: топливо подаётся автоматически, а значит, домовладельцу не придётся постоянно следить за процессом горения.

Магистральный газ на данный момент является самым дешёвым способом отопить дом. Согласно расчётам стоимость 1 кВт·ч газового отопления составляет 0,87 руб. Хорошо утеплённый дом площадью 200 м² в сезон будет «тратить» примерно 34 680 руб. 

Расчёт

Удельная теплота сгорания бытового газа равна 9,6 кВт·ч/кг. Тарифы на газ в Московской области, действующие с 1 июля 2017 года: цена за 1 м³ — 5,34 руб., плотность 0,75 кг/м³, следовательно, стоимость 1 кг равна 5,34/0,75 = 7,12 руб. Итак, 1 кВт·ч стоит 7,12/9,6 = 0,74 руб., при КПД котла, равном 85 %, фактическая стоимость 1 кВт·ч составит 0,74/0,85 = 0,87 руб.

Основные сложности в данном виде отопления:

1. Длительные согласования, требующие объёмного пакета документов. Ожидание подключения может длиться нескольких лет. За это время необходимо получить все необходимые разрешения, разработать и согласовать проект.

2. Высокая стоимость подключения. Если расстояние до магистрали больше 200 м, дешевле использовать второй по эффективности способ отопления — тепловой насос. На нашем опыте были объекты, где газ проходил даже по границе участка, но газовая служба выставляла такой счёт за подвод газа к дому, что выгодней было установить тепловой насос вместе с геотермальным контуром.

3. Ежегодный рост цен на газ, который происходит быстрее, чем рост цен на электричество.

Помимо подключения газа необходимо приобрести газовый котёл, установить дымоход и обустроить котельную, соразмерную мощности котла по нормам с приточно-вытяжной вентиляцией. Также нужно будет приобрести счётчик на газ, который поставщик газа должен проверять. Кроме того, раз в год необходимо проходить проверку системы у газоснабжающей организации.

Вдобавок в нашей стране до сих пор сохраняется огромное количество населённых пунктов, где магистрального газа попросту нет. На сегодняшний день среди наиболее доступных среднестатистическому домовладельцу альтернативных вариантов отопления можно указать: сжиженный газ (закачиваемый в газгольдер), пеллеты, дизельное топливо и электрическая энергия.

Кроме того, последнее время активно развивается сегмент тепловых насосов — судя по данным статистики, с каждым годом всё больше людей выбирают тепловой насос как источник тепла в доме из-за его преимуществ. Например, в Скандинавии отопление частных домохозяйств с помощью теплового насоса уже стало традиционным.

Эффективность теплового насоса зимой. Принцип работы теплового насоса

В мире, слава физике, все устроено так, чтобы каждый владелец загородного дома мог иметь доступ к бесконечным запасам тепла для отопления своего жилья. У любого тела с температурой выше абсолютного нуля (-273,15 °С ) есть запас тепловой энергии. Ни одно физическое тело не может достичь температуры абсолютного нуля, поэтому запасы тепла в окружающей среде неисчерпаемы.
Тепловой насос не производит тепло, а именно собирает низкопотенциальное тепло из этого безразмерного фонда воды, земли или воздуха и преобразует его в тепло, пригодное для обогрева помещения. Тепловой насос еще в 1852 году изобрел Вильям Томпсон. Свое изобретение он называл «умножитель тепла»: оно показывало, как холодильную машину использовать в отопительных целях.

1. окружающий воздух; 2. входной цилиндр; 3. теплообменник; 4. привод; 5. паровая машина; 6. выходной цилиндр; 7. обогреваемое помещение.

Изобретение Томпсона развил австрийский инженер Петер Риттер фон Риттингер. В 1855 году он спроектировал и установил первый тепловой насос. Сразу это устройство человечеству как-то «не зашло», но с годами и с ростом цен на энергоносители оно актуализовалось, и уже в 20-30 годах появились системы отопления, которые основаны на его использовании.

Для объяснения принципа работы теплового насоса часто вспоминают холодильник: там тепло, собранное с продуктов камере, сбрасывается в радиатор на задней стенке, морозилка охлаждается, а решетка на задней стенке холодильника нагревается. Мысленно удлиним трубки с фреоном и опустим их в ванну: в результате этого эксперимента вода в ванне будет охлаждаться, а решетка холодильника нагреваться и обогревать кухню; перекачивая тепло из ванны, холодильник начнет отапливать кухонное помещение.

Тепловой насос – не автономное устройство, ему нужен источник электрэнергии. Конструктивно он состоит из

• компрессора
• конденсатора
• теплового расширительного вентиля
• испарителя

Внутри этих компонентов циркулирует теплоноситель, его называют хладагентом. В начале цикла хладагент поступает на вход компрессора. Там газ сжимается, а его давление и температура увеличиваются. Горячий газ поступает в конденсатор, отдает свое тепло воде или воздуху, охлаждается и конденсируется, становится жидкостью. Жидкость поступает в расширительный вентиль, где ее давление и температура понижаются, она поступает в испаритель, который связан с окружающей средой (коллектором, расположенным в грунте и т.п.). Жидкость становится газом, забирает тепло от наружного контура и снова поступает в компрессор. Цикл повторяется.

По многим подсчетам, с ТН домовладелец тратит на отопление 25% суммы, которую он потратил бы без него.

Тепловой насос за',', и против. Применяя тепловой насос для отопления, получаем высокую эффективность.

Хочется заметить, что вся конструкция не требует специально выделенной линии электропроводки. Потребляемая мощность сопоставима с расходом энергии бытового электро чайника. Фокус в том, что тепловой насос “добывает” тепловой энергии в четыре раза больше, чем потребляет электричества. На отопление коттеджа в 300 м2, в лютый – 30°С мороз будет затрачено не более 3 кВт.

Впрочем, владельцу геотермального насоса придется заметно раскошелиться в начале. Стоимость оборудования и материалов на подключение составляет не менее 4 500 долларов. Прибавим монтажные работы и бурение, еще столько же, выходит что самая простая система обойдется в 10 тысяч долларов.

Понятно, что электрический котел будет стоить дешевле на порядок. Но платить ежемесячно  из расчета 1 кВт на 10 м2  придется в любом случае. Вот и получается, что на 300 кв. метров дома уйдет 30 кВт — в 10 раз больше чем будет потрачено на тепловой насос.

Расчеты по отоплению газом с помощью газового котла, дают примерно тот же порядок цифр — 2000 рублей в месяц, что сравнимо с эксплуатацией теплового насоса. К сожалению не все проживают в газифицированном районе.

Теплового насос, обладает неоспоримым преимуществом. Такую “морозильную камеру наоборот” в летний период можно “вывернуть” на изнанку и легким движением руки — тепловой насос превращается в кондиционер. На улице в жаркие деньки +30°С, а в подземелье царит прохлада. Используя трубки заполненные теплоносителем, насос перенесет холод подземелья в жилище. Далее в работу включается вентилятор, таким образом мы получаем экономную систему охлаждения.

Практика эксплуатации указывает на сроки окупаемости от 3 до 7 лет. Скандинавские страны давно посчитали прибыль и отапливаются этим методом. Ярким примером может служить гигантский тепловой насос в Стокгольме, геотермальное оборудование. Источником тепловой энергии в зимний период и прохлады в летний, служат воды балтийского моря. В полной мере к тепловому насосу относится лозунг: плати сейчас – экономь потом! Экономия становится все больше, в силу того, что энергоносители дорожают.

Тепловой насос или конвектор. Сравнительный анализ

Теплонасос, по сути, даёт нам возможность окружающей среды. Для его работы нужна лишь электроэнергия. При этом стоимость такой системы отопления значительно выше, чем при обустройстве жилья более привычными котлами.

На стороне традиционного генератора тепла (котла на любом топливе) огромный опыт использования и знания всех его преимуществ и недостатков. Он хорошо знаком мастерам-ремонтникам, недорог, купить его можно, конечно, не на каждом углу, но во многих местах продаж отопительной техники для дома. Газовый котёл работает надёжно и ему надо немного места. Его отрицательное влияние на окружающую среду незначительное, но существует опасность утечки газа и взрыва – если были нарушены правила эксплуатации, а техническое обслуживание не было проведено вовремя и на должном уровне.

Все эти риски исключены, если для отопления предпочтён тепловой насос. Он абсолютно не производит вредных выбросов, экологически чистый, безвредный, не несёт никакой опасности. Установка не нуждается в топливе, поэтому и возводить вентиляцию и дымоход для неё не нужно.

Но есть и минусы применения тепловых насосов. Учитывая, что такой вариант отопления относительно новый, не такое большое количество компаний занимается реализацией и монтажом оборудования такого типа. А для получения оптимально работающей системы необходимы серьёзные профессиональные знания монтажников.

При этом совершенно нет необходимости получать разрешение на установку теплонасоса «воздух-вода» или «земля-вода». Однако для насоса «вода-вода» разрешение всё же придётся получить, в случае использования для этих целей открытого замкнутого водоёма.

Есть и ещё один важный нюанс. После того как вода пройдёт через фильтр насоса, она автоматически будет считаться сточной, поэтому на её сброс нужно будет получить специальное разрешение.

Тепловой насос летом. Тепловой насос для отопления дома – принцип работы, виды и монтаж

Тепловой насос — это устройство для переноса тепловой энергии от источника к потребителю. Тепло самопроизвольно передается от горячего тела к холодному. Насос передает тепло в обратном направлении. Конструкция состоит из компрессора, теплового расширительного клапана, испарителя и конденсатора. Типичный пример теплового насоса – кондиционер.

Тепловой насос для отопления на данный момент только начинает активно применяться в частных домах. Одним из главных достоинств этого способа обогрева, является низкое потребление электричества, но при этом высокое выделение тепла. Выделяют следующие разновидности оборудования, классификация осуществляется по источнику тепла.

Чтобы знать, какой тип насоса выбрать для домашнего использования, рекомендуется изучить особенности каждой модели и их принцип работы. Также у каждого вида существуют ограничения, о которых также важно знать.

Принцип действия тепловых насосов

Принцип работы устройства для обогрева дома основан на том, что вещество (холодильный агент) может отдавать тепловую энергию либо забирать ее в процессе смены состояния. Эта идея заложена в основу функционирования холодильника (из-за этого задняя стенка прибора горячая).

Термонасос для отопления функционирует следующим образом:

1. Поступающий агент охлаждается на 5 градусов в испарительном отделе на основании энергии от носителя тепла.
2. Охлажденный агент поступает в компрессор, который в результате работы сжимает и нагревает его.
3. Уже горячий газ попадает в отсек для теплообмена, в котором он отдает собственное тепло отопительной системе.
4. Сконденсированный хладагент возвращается к старту цикла.

Также существуют некоторые модели, которые могут обеспечивать реверсивное функционирование. Это значит, что подобные приборы эксплуатируются даже летом для охлаждения здания. Тепло направляется в хранилище, а затем используется для отопления в холодное время года.

Устройство

Тепловой насос для отопления дома состоит из нескольких основных контурных элементов:

• контур с теплоносителем, который перемещает энергию от теплоисточника;
• контур с фреоном, который периодически испаряется, забирая тепловую энергию с первого контура, и снова оседает конденсатом, передавая тепло третьему;
• контур, где циркулирует жидкость, являющаяся переносчиком тепла для отопления.

Эксплуатация термо насоса для отопления дома является выгодной с финансовой точки зрения. Причина этого в том, что устройство не требует высокой мощности (соответственно, расход электричества не больше, чем у стандартного бытового прибора), однако при этом производится в 4 раза больше тепла по сравнению с потребляемой электроэнергии.

Также не требуется создавать отдельную линию проводки для подключения насоса.

Плюсы и минусы

Перед принятием решения, использовать тепловой насос или нет, следует ознакомиться с достоинствами и недостатками его работы. К главным плюсам теплового насоса относится:

• небольшой расход электричества на отопление дома;
• отсутствие необходимости регулярного осмотра и технического обслуживания, что делает затраты на эксплуатацию теплового насоса для отопления минимальными;
• допускается монтаж в любой местности. Насос может работать с такими источниками тепловой энергии, как воздух, почва и вода. Поэтому появляется возможность его установки практически в любое место, где планируется строительство дома. А в условиях отдаленности от газовой магистрали, устройство является самым подходящим методом обогрева. Даже если отсутствует электричество, функционирование компрессора можно обеспечить при помощи привода на основе бензина или дизеля;
• отопление дома осуществляется в автоматическом режиме. Не требуется добавлять топливо или проводить иные манипуляции, как, например, в случае с котельным оборудованием;
• отсутствие загрязнения окружающей среды вредными газами и веществами. Все применяемые холодильные агенты полностью безопасны и экологически пригодны;
• пожаробезопасность. Жителям дома никогда не будет угрожать взрыв или повреждение вследствие перегрева теплового насоса;
• возможность эксплуатации даже при условиях холодной зимы (до -15 градусов);
• качественный тепловой насос для отопления дома может служить до 50 лет. Замена компрессора требуется лишь раз в 20 лет.

Тепловой насос экономия. Когда стоит применять тепловой насос

• Отсутствует техническая возможность подключить магистральный газ
• Стоимость подключения магистрального газа слишком высока
• Имеется лимит выделенных электрических мощностей
• Большие теплопотери (здание имеет недостаточное утепление)

Удивительно, но факт: чем хуже утеплён дом — тем выгоднее использовать тепловой насос.

Ограничение по применению теплового насоса одно — очень низкая стоимость электрической энергии, менее 1,5 руб/кВт·ч. При такой низкой стоимости электрической энергии нет никакого экономического смысла устанавливать тепловой насос т.к. можно просто использовать прямой нагрев электричеством.

Принцип работы

Я уже неоднократно рассказывал как устроен тепловой насос , поэтому не буду повторяться. Если коротко, то тепловой насос переносит тепловую энергию от источника низкопотенциальной тепловой энергии в систему отопления. Затраты энергии идут только на работу компрессора, который сжимает хладагент в системе. Поэтому полезная производительность тепловой машины в полном соответствии с законами термодинамики складывается из энергии затраченной на работу по сжатию и перенесённой энергии. То есть полезная производительность всегда больше 1. Источником низкопотенциальной энергии может быть: грунт, вода, воздух.

Многие представляют тепловой насос как сложное и дорогостоящее устройство закопанное в грунт. На самом деле тепловым насосом является даже обычный бытовой холодильник. В холодильнике тепловая энергия забирается из внутреннего объёма и переносится на заднюю стенку.

Правда о тепловых насосах. Тепловые насосы: недостатки, преимущества, проблемы и выгоды, виды ТН

7 мин.

Общие вопросы

Перед строительством собственного жилья хозяевам приходится обдумывать множество вещей. Одним из самых важных вопросов, встающих перед ними, становится выбор системы обогрева помещений и способ получения горячего водоснабжения. Так как электроэнергия постоянно дорожает, владельцам приходится рассматривать и изучать потенциальные альтернативные источники. Например, солнечные коллекторы или тепловые насосы (ТН). Несмотря на то, что оборудование нельзя назвать новым, у нас оно появилось сравнительно недавно, поэтому его устройство незнакомо, непривычно, непонятно. Поэтому разобраться в том, что такое тепловые насосы, оценить серьезность недостатков и их неоспоримые преимущества, необходимо.

Как работает тепловой насос?

ТН — парокомпрессионная установка, забирающая тепло у холодных источников. Чтобы понять принцип действия чудо-конструкции, надо вспомнить о том, как функционирует холодильник, который тоже можно назвать небольшим тепловым насосом. Продукты с комнатной температурой помещаются в агрегат, затем тепло выкачивается из камеры и скапливается во внешнем радиаторе, отдающем его помещению. По этой причине для нормальной его работы нужно оставлять между стеной и прибором свободное место.

Подобный принцип, который называют циклом Карно, используется и в бытовых кондиционерах. Для тепловых насосов тоже характерно извлечение тепловой энергии из окружающей среды: из воздуха, грунта, подземных вод или водоемов. Передача тепла происходит за счет конденсации, испарения хладагента. В тепловых насосах, как и в холодильниках, в этой роли также чаще выступает фреон.

Любой тепловой насос имеет испаритель, конденсатор, и компрессор, повышающий давление. Все приборы соединены трубопроводом в единый замкнутый контур. По этим трубам циркулирует фреон — углеводород, у которого температура кипения очень низкая. В холодной части контура он находится в жидком состоянии, в теплой — превращается в газ.

Теперь надо рассмотреть, как работает тепловой насос. Двигаясь по источнику тепла (например, по трубам, уложенным в грунт) теплоноситель нагревается на несколько градусов даже в том случае, если температура мала и составляет всего 4-5°. Потом он поступает в испаритель и отдает тепло во внутренний контур системы, которая заполнена фреоном. Даже небольшого количество тепла хватает для перехода хладагента из жидкого состояния в газообразное.

Хладагент, превратившийся в пар, поступает в компрессор, где он сжимается. Повышение давления приводит к повышению его температуры. Далее горячий фреон следует в конденсатор, где отдает тепло тому теплоносителю, который функционирует в системе отопления дома. Им может быть вода, воздух, тот же фреон. Нагретый теплоноситель поступает с систему горячего водоснабжения и отопления, а хладагент, отдавший тепло, охлаждается, превращается в жидкость, поступает в испаритель, в котором снова нагревается, и кругооборот его в контуре повторяется.

Тепловой насос правда о его эффективности. Тепловой насос «воздух-вода» — реальные факты

Этот вид теплового оборудования вызывает массу споров. Пользователи делятся на два лагеря. Одни считают, что, для отопления дома, ничего лучше не придумано. Другие полагают что, из-за дороговизны тепловых насосов (ТН) и суровых климатических условий во многих регионах РФ, первоначальные вложения не отобьются. Выгоднее положить деньги в банк, а, на полученные проценты, отапливать дом электричеством. Как всегда, истина посередине. Забегая вперёд скажем, что, в статье речь пойдёт только о тепловых насосах «воздух-вода» . Сначала немного теории.

Тепловой насос — это «машина», которая забирает тепло от низкопотенциального источника и переносит его в дом.

Источники тепла для теплового насоса:

• воздух;
• вода;
• земля.

Принципиальная схема работы теплового насоса.

Важный момент: Тепловой насос не производит тепло. Он перекачивает тепло из внешней среды к потребителю, но, чтобы тепловой насос функционировал, требуется электричество . Эффективность работы теплового насоса выражается в соотношении перекаченной тепловой энергии к потреблённой из электрической сети. Эта величина называется коэффициент трансформации теплоты COP (coefficient of performance). Если в технических характеристиках теплового насоса заявлено, что COP = 3, то, это означает, что ТН перекачает в три раза больше тепла, чем «возьмёт» электричества.

Кажется, что вот оно, — решение всех проблем — условно говоря, потратив за один час 1 кВт электричества мы, за это время, получим 3 киловатт-часа тепла для системы отопления. В действительности, т.к. речь идёт о воздушных тепловых насосах с внешним блоком, установленным снаружи дома , коэффициент трансформации за отопительный сезон будет варьироваться в зависимости от температуры на улице. В сильные морозы (-25 — -30 °C и ниже) СОР воздушника падает до единицы.

Это останавливает загородных жителей от установки тепловых насосов «воздух-вода» — оборудования, в котором перекаченное тепло используется для нагрева жидкого теплоносителя. Люди считают, что для наших условий — не южных регионов страны, лучше всего подходят геотермальные тепловые насосы с закопанным в землю грунтовым теплообменником — системой труб, уложенных горизонтально или вертикально.

Верно ли это?

kmvtgn Помощник модератора FORUMHOUSE

Я часто сталкиваюсь с мифом, что тепловой насос «воздух-вода» неэффективен в морозы, а вот геотермальный ТН — самый то. Сравните коэффициент трансформации теплоты оборудования весной. Геотермальный контур после зимы истощен. Хорошо если там температура около 0 градусов. А вот воздух уже достаточно прогрет. Потребность в тепле уменьшается, но не пропадает летом, т.к. горячее водоснабжение нужно круглый год. Геотермальные ТН отлично подходят для регионов с суровой зимой и длительным отопительным периодом. Для Южного федерального округа и Московской области ТН «воздух-вода» показывает сравнимый с геотермальником среднегодовой СОР.

Температура -20 — -25°C и ниже в Подмосковье бывает не часто и держится всего несколько дней. В среднем, для зимы в МО, характерны -7 — -12 °C и частые оттепели с повышением температуры до -3 — 0 градусов. Поэтому, большую часть отопительного сезона, воздушный ТН будет работать с COP близким к трём единицам.