Что такое тепловой насос и почему им стало выгодно отапливать частные дома

Что такое тепловой насос и почему им стало выгодно отапливать частные дома
Станислав Журавлевич / REALTY.TUT.BY
Белоруссия
Статья:

С введением нового низкого тарифа на электроэнергию многие владельцы домов задумались, чем выгоднее их отапливать — газом или электричеством? Наш недавний предварительный расчет для электрокотла показал, что газ пока дешевле. Но есть устройства, превращающие электроэнергию в тепловую энергию более эффективно — тепловые насосы. И наши расчеты говорят о том, что ими обогревать дома дешевле, чем газом. В этом материале мы также объясним, почему тепловые насосы стали популярными в Украине и Польше, а у нас люди с ними знакомы еще мало.

Фото предоставлено компанией «Энергео»
Фото предоставлено компанией «Энергео»

Еще раз о тарифе «три копейки»

С 1 января 2019 года в стране действует специальный тариф на электроэнергию, которая расходуется на нужды отопления и горячего водоснабжения жилых домов. Его сразу окрестили «три копейки», так как при соблюдении всех условий (отдельный счетчик электроэнергии и отсутствие централизованного тепло- и газоснабжения дома) электроэнергия, потребляемая «приемниками электрической энергии», будет оплачиваться по 3,35 копейки/кВтч. Как поясняет «Белэнерго», к приемникам относятся электрические котлы, водонагревательные установки, электроконвекторы, теплые полы и тепловые насосы.

Что такое тепловой насос и как он работает?

Тепловые насосы относятся к категории энергосберегающего оборудования. Они позволяют использовать общедоступное тепло грунта, грунтовых вод, рек, водоемов, окружающего воздуха для нагрева воздуха и воды в доме.

— Главное достоинство теплового насоса в том, что, потребляя один киловатт электрической энергии, в зависимости от условий он выдает от 3 до 5 кВт тепловой, — объясняет Юрий Григоренко, инженер компании «Энергео». — Соответственно, в отличие от электрического котла, к тепловому насосу требуется подведение в 3−5 раза меньшей установленной мощности. А это важно. Дело в том, что далеко не везде электроснабжающая организация может выделить для домовладельцев требуемую мощность в 10−30 кВт, необходимых для работы электрокотлов. В то же время 5−10 кВт выделенной мощности может быть более чем достаточно для отопления и покрытия общедомовых бытовых нужд в случае использования теплового насоса. Особенно остро этот вопрос стоит для домов большой площади.

Тепловой насос представляет собой установку, визуально напоминающую домашний холодильник. Особых требований к месту монтажа нет, для него не нужен дымоход или вентиляция. Установка теплового насоса, в отличие от газового оборудования, не требует каких-либо согласований проектной документации.

Фото: "Энергео"
Внешне тепловой насос похож на холодильник. Фото: «Энергео»

Тепловые насосы не только выглядят как холодильник, но и работают по тому же принципу. Как происходит отбор тепла?

Низкопотенциальное тепло принимается тепловым насосом в теплообменнике-испарителе и передается хладагенту — веществу с низкой температурой кипения. Хладагент, получив определенное количество теплоты, испаряется и в газообразном состоянии поступает в компрессор. Компрессор сжимает его до высокого давления, повышая тем самым температуру. Далее газообразный хладагент поступает в следующий теплообменник — конденсатор. В нем происходит передача теплоты высокого потенциала теплоносителю системы отопления и горячего водоснабжения. После конденсатора хладагент проходит через редукционный клапан, где давление и температура снижаются до первоначальных параметров перед теплообменником-испарителем. Цикл замыкается и повторяется снова.

В зависимости от источника тепла различают типы тепловых насосов: «грунт-вода» (используется тепло грунта и грунтовых вод), «воздух-вода» (используем тепло атмосферного воздуха или системы вентиляции) и другие.

Например, забор тепла из грунта может осуществляться с помощью горизонтального геотермального контура (системы пластиковых труб на глубине 1,2−1,5 метра) или вертикальных геотермальных скважин, глубиной до 100 метров.

Изображение: "Энергео"
Горизонтальный геотермальный контур теплового насоса «грунт-вода». Изображение — «Энергео»
Изображение: "Энергео"
Вертикальный геотермальный контур теплового насоса «грунт-вода». Изображение — «Энергео»

Окружающий воздух является наиболее доступным источником низкопотенциальной теплоты для теплового насоса «воздух-вода». Одним из его преимуществ является более простая схема монтажа оборудования в систему с уже установленным любым дополнительным источником тепла (например, дизельным или твердотопливным котлом).

«Воздух-вода». Изображение — «Энергео»

Эффективность использования теплового насоса определяется коэффициентом преобразования или коэффициентом трансформации (обозначается как СОР). Для современных тепловых насосов величина СОР может достигать 5−5,5. Значение СОР = 5 показывает, что при подводе к тепловому насосу 1 кВт электрической энергии можно получить 5 кВт тепла.

Фото: "Энергео"
Тепловой насос «воздух-вода». Фото: «Энергео»

Стоит отметить, что тепловые насосы обеспечивают не только отопление и горячее водоснабжение, но и охлаждение дома летом.

Электрокотел, газ или тепловой насос?

Считаем затраты на отопление дома газовым котлом, электрокотлом и тепловым насосом за отопительный сезон.

Допустим, расчетная тепловая нагрузка на отопление частного дома составляет 12 кВт (хорошо утепленный дом площадью 180−240 «квадратов» при условии поддержания в доме температуры +20°С при минимальной температуре наружного воздуха -24°С). Для большей прозрачности расчетов расход тепла на горячее водоснабжение в нашем примере учитывать не будем. Поэтому на один отопительный сезон продолжительностью 6,5 месяца нашему дому потребуется 27 тысяч кВт тепла на отопление (23,3 Гкал в сезон).

Рассмотрим вариант с установленным газовым котлом. На производство такого количества тепла придется сжечь не менее 2,7 тысяч м3 природного газа. С новым тарифом в 0,1143 рублей/м3 хозяину дома в этом случае придется заплатить около 310 рублей за сезон, то есть почти 50 рублей в месяц. Приемлемая сумма, но стоит учитывать и то, что во второй половине 2019 года тариф на газ подрастет до 0,1190 рублей/м3, а в летний период использовать газ на бытовые нужды будет традиционно в 3,5 раза дороже — 0,4114 рублей/м3.

Котельная с газовым и электрическим котлом. Фото читателя

Предположим, что в качестве источника тепла в доме используется электрокотел. Его КПД составляет не менее 98%. Это означает, что на производство 27 тысяч кВт тепла для отопления нашего дома электрическому котлу потребуется «сжечь» примерно столько же киловатт электрической энергии. Соответственно, с новым низким тарифом в 0,0335 рублей/кВтч владельцам электрокотла придется заплатить более 900 рублей за сезон, или около 140 рублей в месяц.

Как видим, даже с применением специального субсидируемого тарифа отапливать дом электричеством будет в 3 раза дороже, чем использовать природный газ. Электрический же котел будет выгоднее в эксплуатации, чем газовый, только при нагреве воды в бойлере летом.

Фото: "Энергео"
Фото: «Энергео»

С установкой теплового насоса ситуация складывается следующим образом. При среднем коэффициенте преобразования теплового насоса COP = 4 на производство все тех же 27 тысяч кВт тепла на обогрев дома тепловому насосу потребуется затратить всего 6,75 тысяч кВтч электрической энергии. Умножаем на тариф в 0,0335 рублей/кВтч и получаем, что за отопительный сезон в этом случае придется заплатить лишь 226 рублей, то есть 35 рублей в месяц. А это уже дешевле газа.

Средний срок эксплуатации тепловых насосов — 20 лет, электрических котлов — 7−8 лет, газовых — 7−15 лет в зависимости от производителя и условий эксплуатации.

Использовать дешево, но купить дорого

Получается, что тепловой насос при таких тарифах на электричество и газ — вне конкуренции. Так почему же за ними не выстраивается очередь из желающих экономить на отоплении?

— Основным минусом, ограничивающим массовое применение тепловых насосов в Беларуси, остается относительно высокая величина капитальных затрат на оборудование и монтаж, — говорит Николай Криворот, директор компании «Энергео». — К примеру, стоимость теплового насоса европейского производства тепловой мощности около 10 кВт составляет от 4 до 8 тысяч евро в зависимости от конкретного бренда, типа, оснащения и функционала. Китайская продукция дешевле, но покупать ее можно только при наличии действующего сервисного центра. Конечная стоимость комплекта оборудования с монтажом может достигать 5,5−10 тысяч евро.

Личный опыт

И тем не менее, для тех, у кого нет газа, а выделенной мощности электросети не хватает для подключения электрокотла, инвестиции в тепловой насос не кажутся сверхдорогим мероприятием.

Например, Александр из поселка Дроздово пользуется таким оборудованием уже более 10 лет.

— Мне тепловой насос посоветовали друзья из Литвы, — говорит он. — Потребляемая мощность моего оборудования 4 кВт, оно производит 17 кВт тепла. Этого достаточно, чтобы отопить дом на 260 «квадратов». По улице у меня идет газопровод, но 10 лет назад для подключения к нему нужно было приложить немало усилий: сделать проект, получить кучу разрешений, оборудовать помещение котельной. А с тепловым насосом «грунт-вода» все было гораздо проще.

Дом у Александра деревянный, поэтому пожаробезопасность была не на последнем месте. Тепловой насос в этом плане наиболее безопасный способ отопления.

— Насос с монтажом обошелся в 10 тысяч долларов. Из самых трудоемких работ по его установке — бурение трех скважин. В моей системе отопления есть и теплые водяные полы, и радиаторы, и фанкойлы. Последние способны работать летом на охлаждение, заменяя тем самым кондиционер. Причем холод бесплатный — только за счет циркуляции теплоносителя через скважины.

Такой способ отопления Александру показался экономичным. В отопительный сезон затраты на электроэнергию, с учетом потребления энергии бытовыми приборами, составляют 100−120 долларов в месяц.

— Сейчас пользуюсь дифференцированным тарифом, но в ближайшее время буду устанавливать отдельный счетчик и переходить на новый тариф. По моим расчетам, расходы на отопление сократятся в разы.

Больше об эксплуатации тепловых насосов в Беларуси читайте в материале «Как живется в доме, отапливаемом геотермальным тепловым насосом».

Европейский опыт

Мировые продажи тепловых насосов составляют свыше 1 миллиона в год. Беларусь на общем фоне выглядит почти незаметно — сейчас за год продается около 50−60 тепловых насосов всех марок.

В странах Евросоюза тепловые насосы занимают лидирующее положение в сфере отопления частных домов. И не последнюю роль в популяризации энергосберегающего оборудования играют государственные программы компенсации людям затрат на его покупку.

Например, в Польше до 2019 года общей госпрограммы не было, но в большинстве воеводств существовали свои программы дотаций для модернизации (нового строительства) частного домовладения. Программы позволяли получить компенсацию затрат до 50%. Поэтому в 2017 году поляки установили около 27 тысяч тепловых насосов.

А с 2019 года в Польше заработала государственная программа «Чистый воздух». Ее цель — сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу за счет устранения неэффективных, устаревших источников тепла и повышения энергоэффективности частных домов. По ней можно получить субсидию для модернизации старой или монтажа новой системы отопления, горячего водоснабжения, вентиляции с рекуперацией в пределах 12,5 тысячи евро. Все работы, оборудование и материалы освобождены от уплаты НДС.

В соседней Украине тепловые насосы получили популярность сравнительно недавно — сразу после резкого роста цены на газ для населения.

— Сейчас стоимость тысячи кубометров природного газа для населения составляет примерно 300 долларов (646 рублей), а электроэнергия для отопления стоит 1,7 евроцента за кВтчас (примерно 4 копейки), — объясняет ситуацию на энергорынке Украины Остап Кучерук, руководитель компании, занимающейся продажей тепловых насосов в этой стране. — Однако на дешевую энергию существует лимит в 3 тысячи кВтчас в месяц. Поэтому использование электрокотлов актуально для небольших по площади домов. Это многих вынудило искать альтернативные варианты, и актуальными стали, кроме твердотопливных котлов, тепловые насосы. При наших тарифах окупаемость этого оборудования составляет примерно 5−7 лет. К тому же частные покупатели тепловых насосов могут воспользоваться европейской программой IQ energy по компенсации затрат на приобретение оборудования и вернуть до 3 тысяч евро. Поэтому продажи тепловых насосов каждый год показывают хороший рост до 20%.

Что у нас?

Тепловые насосы до этого года были актуальны в основном для тех, кто не имел возможности подключить газ, а также для тех, кому использовать электрокотел было или очень дорого, или невозможно. Но с введением нового тарифа на электроэнергию для отопления тепловые насосы становятся альтернативой любым другим источникам тепла.

Геннадий, который живет в частном доме под Минском, один из первых в стране подключил тепловой насос после введения нового тарифа.

Фото: "Энергео"
Фото: читатель TUT.BY Геннадий

— Во вторник ко мне приехали специалисты из «Энергосбыта», опломбировали отдельный счетчик и заключили договор на электроснабжение. Меня лишь попросили предоставить справку из сельсовета, что моя деревня не газифицирована. Счетчик мне установили еще в прошлом году — с этим тоже проблем не было. Я, если честно, не ожидал, что все будет так просто. Теперь вот пользуюсь дешевой энергией для работы теплового насоса.

Поделиться с друзьями

Понравился материал - расскажите о нем своим друзьям и подписчикам в социальных сетях и месенджерах.

Другие статьи