Тепловые насосы

Тепловой насос - это сложно техническое устройство, предназначенное для отопления (охлаждения) помещений и приготовления горячей воды.

Тепловые насосы, ввиду их конструктивной особенности, примерно в 4,5 раза экономичнее традиционных электрических котлов. Т.е. при потребности в отоплении 15 кВт тепловой насос будет потреблять около 3,3 кВт. Эта величина характеризует эффективность теплового насоса - называется коэффициентом эффективности COP. Этот расчет сделан для стандартных условий при, которых сравниваются тепловые насосы типа «Грунт-Вода» (температура земляного контура 0 град, температура контура отопления 35 град). Однако, эта эффективность может и отличаться. Рассмотрим основные факторы, влияющие на эффективность работы теплового насоса:

·         Температура первичного контура. При повышении температуры первичного контура эффективность теплового насоса повышается. Так для тепловых насосов типа «Грунт – вода» при хорошо обустроенных скважинах температура в первичном контуре может быть 5 – 8 град. Для тепловых насосов типа «Воздух – вода» из-за того, что они используют тепло окружающего воздуха эффективность может значительно снижаться и при температуре – 15 …. – 20 эти тепловые насосы становятся не эффективными и рекомендуется переходить на резервный источник энергии. Для широт Беларуси – это не более 2 ух недель в году.

·         Состав грунта (Литология) – этот параметр влияет на теплопроводность окружающего земляной зонд грунта. Очевидно, что влажные и глинистые грунты будут иметь разную теплопроводность с песчаными сухими грунтами.  Так теплопоступления от земляного зонда в 100 м могут варьироваться в диапазоне от 3 до 7 кВт.

·         Тип первичного коллектора. Частично мы уже коснулись этой темы: эффективность окружающего воздуха отличается от эффективности грунта. Среди грунтовых так же есть различия: зонды или поверхностный (на глубине 1,5 – 3 м коллектор – на подобии «теплого пола» только на улице). Так же можно встретить в литературе «водо – водяной» тип – это когда подземные воды подаются в тепловой насос и потом обратно сливаются под землю. При этом способе, так же нужно учитывать множество особенностей: загрязнения воды, температура воды, способность приемной сквашены принять воду, расход с которой подающая скважина может отдать воду.

·         Качество бурения и заполнения скважины. После бурения в скважину опускают зонд, а затем пространство между наружной поверхностью зонда и стенок скважины заполняют. Если это заполнение сделано не качественно (не подходящими материалами или имеются воздушные полости и карманы, то теплопередача будет не правильная (не достаточная).

·         Тип компрессора: обычный или инверторный. Обычный компрессор работает в режиме включено – выключено (на полную мощность). Инверторный компрессор изменяет мощность в широком диапазоне, например, от 3 до 12 кВт, что позволяет адаптироваться тепловому насосу под конкретную тепловую нагрузку.

·         Тип редукционного клапана. Тепловые насосы с электронным редукционным клапаном, за счет того, что электроника более точно отслеживает режим работы, работают с большей эффективностью.

·         Тип системы отопления: теплый пол, радиаторное отопление или смешанное отопление. Так как для теплого пола требуется наименьшая температура подающей магистрали, то с такой системы отопления тепловой насос будет наиболее эффективным.

·         Тепло потери здания, при больших тепло потерях требуется увеличение мощности установки и или температуры подающей магистрали, что приводит к снижению эффективности.

·         Дополнительные функции. Тепловые насосы ввиду их конструкции помимо нагрева могут ещё и охлаждать помещение. Охлаждение может происходить по нескольким принципам: Natural Cooling – это когда используется более низкая температура земли (0 – 8  град) и излишки тепла в помещении «сбрасываются» в землю. Active Cooing в дополнение к Natural Cooling в тепловом насосе хладагент начинает циркулировать в обратную сторону и тепловой насос начинает работать на охлаждение. Тепловой насос может подключаться к системе удаленного контроля через WiFi, что даст возможность переключить работу теплового насоса из экономичного режима работы в комфортный непосредственно перед Вашим приездом домой. Тепловые насосы в основном оснащаются погодозависимой автоматикой с возможность запрограммировать работу по времени.

Ограничение технической возможности энергоснабжающей организации так же может стать причиной выбора теплового насоса. Так, на сегодняшний день, ограничение по мощности на жилой дом зачастую составляет 3 – 5 кВт. Этого недостаточно для отопления. Если эту мощность увеличить в 4,5 паза, то это как раз и будет та необходимая мощность.

Принимая во внимание новые тарифы – 3,34 коп /кВт для нужд отопления, тепловые насосы становятся очень выгодными с точки зрения эксплуатационных затрат.

Согласно СНиП 23-01-99 "Строительная климатология" продолжительность отопительного периода для Минска составляет 202 суток со средней температурой наружного воздуха – 1,6 град.

Возьмем за расчетную минимальную температуру – 24 град

Температуру в помещении – 22 град

Отапливаемая площадь 150 кв м с теплопотерами 12 кВт.

Общая потребность в тепле за отопительный период = расход электроэенергии для работы электрокотла

= (Твн- Тср)/(Твн-Трасч) * (теплопотери) * 24 * 202 = (22- (-1,6))/ (22- (-24)) * 12 * 24 * 202 =

=29 846 кВт

Расходы на электроэнергию при использовании эл. Котла = 29 846 * 3,34 = 996,88 руб

Расходы на электроэнергию при использовании теплового наососа = 29 846 * 3,34 = 996,88 руб/4,5 = 221.53 руб